[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 태양계의 초기에, 거대 행성들은 그들의 파트너 중 하나를 태양의 중력으로부터 멀어지게 했다. 상황이 안정된 후, 우리의 행성계는 그것의 마지막 구성에 있었다. 무엇이 이러한 행성 간의 이동을 촉발했는지는 알려지지 않았다. 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면, 행성을 형성하는 가스와 먼지 원반을 증발시키는 젊은 태양의 뜨거운 복사열이, 이 거대한 행성들의 궤도들을 뒤엎는 결과를 가져왔다고 한다.
결과적으로, 가장 큰 4개의 행성은 약 46억 년 전에 태양계가 탄생한 후 천만년 이내에 최종적인 모습을 갖추었을지도 모른다. 그것은 이전 연구가 제시했던 5억 년보다 훨씬 빠른 것이다. 연구팀이 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 발견한 행성을 바꾸는 메커니즘은 매우 혁신적이라고 천문학자들은 말한다. 태양계 외 행성계가 형성되는 것을 포함한 수많은 증거는 이미 우리 태양계의 초기 역사에서 무언가가 거대 행성의 궤도들을 뒤엉켰다는 것을 보여주었고, 과학자들은 이를 거대 행성 불안정이라고 부른다.
무엇이 그러한 불안정을 촉발했는지를 알아내기 위해, 천문학자들은 초기 태양계가 발전할 수 있었던 수천 가지 방법들에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했다. 모든 것은 젊은 별과 그 별을 둘러싸고 있는 가스와 먼지로 이루어진 행성을 형성하는 원반에서 시작되었다. 그 후 연구팀은 그것의 질량, 밀도, 그리고 얼마나 빨리 진화했는지와 같은 원반 변수들을 바꾸었다.
모의실험에는 아직도 형성 중인 거대 행성들도 포함되었는데, 그중 다섯 개는 사실이었다. 천문학자들은 천왕성과 해왕성 외에 세 번째 얼음 거인이 원래 태양계의 일원이었다고 생각한다. 목성과 토성은 이 거대한 행성들의 최종 집계를 마무리한다. 태양이 공식적으로 별이 되었을 때, 즉 약 46억 년 전, 중심부에서 수소를 연소하기 시작했을 때, 자외선 방출은 원반의 기체와 부딪혀서, 이를 이온화시키고 수만 도까지 가열했을 것이다.
목성의 큰 질량 때문에, 그것은 대부분 영향을 받지 않는다. 그러나, 토성은 바깥쪽으로 이동하고 그 지역으로 들어가는데, 모의실험에서, 그 지역은 3개의 거대 얼음 행성을 보유하고 있다. 즉 그 지역이 붐비게 되고, 밀접한 행성 간의 상호작용이 뒤따른다고 말한다. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 태양 복사열이 원반을 증발시킴에 따라 행성의 재편입 현상이 거의 항상 뒤따른다는 사실을 발견했다.
이제 연구자들은 무엇이 태양계의 혼란을 야기시켰는지에 대한 생각을 가지게 되었으므로, 다음 단계는 원반의 증발이 다른 물체들에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 모의 실험하는 것이다.
[이상원 칼럼니스트]
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자