행성위치 바뀌며 태양계 밖에서 목성 '트로이' 소행성 돼 ... 목성의 쌍(雙) 소행성이 증거

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 태양계 형성 초기의 행성 위치는 지금과는 사뭇 달랐다고 한다. 대형 행성 간에 격변기를 겪은 뒤 지금처럼 조정됐을 것으로 추정되는데 목성과 같은 궤도를 돌며 서로 공전하는 한 쌍의 소행성 '파트로클로스(Patroclus)'와 '메노에티오스(Menoetius)'의 존재 자체가 이를 입증하는 것이라는 연구 결과가 제기됐다.

미국의 우주분야 민간기업인 '사우스웨스트 연구소(SwRI)'의 데이비드 네스보르니 박사 연구팀은 이 두 소행성이 대형 행성의 위치가 바뀔 때 태양계 끝에서 안으로 들어와 목성의 트로이 소행성이 된 것이라고 과학저널 '네이처(Nature)' 최신호에 밝혔다.

목성과 토성, 천왕성, 해왕성 등 태양계 대형 행성 간 격변으로 천왕성과 해왕성이 외곽으로 밀려나면서 현재 '카이퍼 벨트'의 얼음과 암석의 원천으로 추정되는 작은 천체들과 맞닥뜨리게 되고, 이 중 상당수가 태양계 안쪽으로 들어와 일부가 트로이 소행성이 됐다는 것이다.

트로이 소행성은 태양과 행성의 중력에 잡혀 행성과 같은 궤도로 태양을 도는 소행성을 말한다. 파트로클로스와 메노에티오스는 폭이 약 110㎞에 달하며 서로 공전하며 목성과 같은 궤도를 돌고 있다.

목성에는 두 개의 트로이군(群)이 태양을 중심으로 목성과 같은 거리를 유지하며 하나는 목성을 앞서서, 다른 하나는 목성을 뒤따라 돌고 있다.

연구팀은 파트로클로스와 메노에티오스 존재 자체가 대형 행성 간 위치가 바뀌는 대격변이 태양계 형성 이후 1억년 안에 발생했을 것이라는 점을 입증하는 것이라고 했다.

쌍(雙)으로 된 소행성은 태양계 형성 초기의 산물로 대격변이 수억년 뒤에 일어났다면 내부에서의 충돌로 남아나지 않았을 것이고, 트로이 소행성이 될 수 없었다는 것이다.

논문 공동저자인 SwRI 우주연구부장 윌리엄 보트케 박사는 이와 관련, "오늘날 카이퍼 벨트를 관측해 보면 고대에 쌍으로 된 천체가 일반적이었다는 점을 보여준다"면서 "하지만 현재는 해왕성 궤도에만 일부가 남아있을 뿐"이라고 했다.

연구팀은 또 태양계 형성 초기의 대격변 모델이 달이나 수성, 화성 등처럼 대형 분화구를 가진 천체에는 중요한 의미를 갖는다고 했다.

이 천체들은 약 40억년 전에 형성됐는데, 이런 분화구를 만든 것이 태양계 외곽에서 날아온 소행성이나 암석이 아니라 이들 천체를 만들고 남은 것들에 의해 형성됐다는 점을 의미하는 것이기 때문이다.

연구팀은 파트로클로스와 메노에티오스에 대한 연구는 미국항공우주국(NASA)이 2021년 목성 트로이 소행성 탐사선 '루시'를 발사해 2033년께 결과가 나오면 더 확실해질 것으로 내다봤다.

eomns@yna.co.kr

#기사 출처 : Nature, Evidence for very early migration of the Solar System planets from the Patroclus–Menoetius binary Jupiter Trojan

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