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(How Jupiter shaped the solar system. Credit: Rice University)
태양계에는 4개의 암석 행성과 4개의 가스 행성이 존재합니다. 안쪽에는 암석 행성이 외곽에는 가스 행성이 있는 질서 정연한 구조인데, 다른 외계 행성을 연구한 과학자들은 이런 구성이 그렇게 일반적인 건 아니라는 점을 발견했습니다. 다른 외계 행성계에는 거대 가스 행성이 안쪽 궤도를 돌거나 항성과 가까운 곳에 미니 해왕성이 존재하는 경우도 많습니다.
과학자들은 행성 생성과정 시뮬레이션에서 지구 같은 내행성에 순수 암석으로 형성되는 일이 쉽지 않다는 사실을 깨달았습니다. 먼지가 모여 수킬로미터 지름의 소행성들이 형성된 후 이들이 모여 원시 행성이 생성되었다는 것이 지배적 가설이지만, 사실 이들은 지구 주변을 도는 인공위성처럼 주변 성간 가스와의 마찰로 에너지를 잃어 점점 태양쪽으로 빨려 들어가 흡수됩니다.
아마 태양계 초기에 이렇게 흡수되어 사라진 물질도 상당 부분 있을 것으로 보이지만, 적어도 4개 행성을 생성할 정도의 물질이 남은 것은 미스터리한 일입니다. 여기에 똑같이 설명이 되지 않는 현상 중 하나가 태양계에서 비탄소질 운석 (Non-Carbonaceous (NC) meteorites)과 탄소질 운석 (Carbonaceous (CC) meteorites)의 위치가 명확히 구분되어 존재한다는 것입니다.
라이스 대학의 앙드레 이지도로 교수 (André Izidoro, assistant professor of Earth, environmental and planetary sciences)와 동료들은 시뮬레이션을 통해 목성의 중력이 태양계 초기 200-300만년 사이에 미친 영향을 조사했습니다. 그 결과 태양계 초기에 목성이 형성되어 중력을 행사하면서 태양계 안쪽의 원시 행성계 원반에 간극 (gap)이 생기고 새로 생긴 미행성들이 태양쪽으로 끌려가지 않게 방지한 것으로 나타났습니다. 다시 말해 태양계 내행성이 존재할 수 있는 것은 목성 덕분이라는 이야기입니다.
목성은 태양 부피의 0.1%에 지나지 않지만, 태양계 다른 행성과 소행성을 합친 것보다 더 큰 질량을 지니고 있어 태양계의 형성에 지대한 영향을 미친 큰 형님입니다. 이번 연구는 목성이 태양계 동생들을 지키는 든든한 맏형일 뿐 아니라 동생들이 태어나는데도 큰 기여를 했다는 점을 보여주고 있습니다.
참고
https://newatlas.com/space/earth-jupiter-solar-system-formation/
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