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과학전문매체 라이브사이언스는 국제학술지 ‘천체물리학(Astronomy and Astrophysics)’에 게재가 승인된 사전 출판 논문을 인용해 이 같이 보도했다.



허블 우주 망원경으로 촬영한 천왕성(왼쪽)과 해왕성의 합성 이미지 (출처=NASA, ESA)


그 동안 천문학자들은 천왕성과 해왕성을 작은 암석 핵을 중심으로 두꺼운 얼음 맨틀이 감싸고 있는 얼음 행성이라고 생각해 왔다. 하지만 스위스 취 신용불량자 통장압류 리히대학 연구진은 “이 행성들의 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 거의 알지 못한다”며, "암석 행성으로 부르는 것이 더 타당할 수 있다"고 주장했다. 
문제는 이 행성들을 직접 탐사한 자료가 부족하다는 점이다. 목성과 토성이 카시니와 주노 같은 전용 탐사선으로 연구된 것과 달리, 천왕성과 해왕성은 30여 년 전 보이저 2호의 근접 비행 봄날은 간다 이후로 직접 탐사가 이뤄진 적이 없다.
이 때문에 과학자들은 자기장, 표면 대기 특성, 위성 궤도의 미묘한 변화 등 간접적인 단서에 의존해 내부 구조를 추정할 수 밖에 없다. 수십 년 간 태양계 형성 모델은 태양계 외곽이 물과 암모니아 얼음과 같은 분자로 이루어져 있다고 설명해왔고, 이에 따라 천왕성과 해왕성은 ‘얼음 거인’이라는 별칭을 중고차 할부 이자율 얻었다.



출처=NASA


이번 연구에서 연구진은 기존의 불완전한 가정이나 편향된 전제에 의존하지 않고 천왕성과 해왕성의 내부 구성을 무작위로 생성한 수많은 모델을 만들었다. 그 다음 이 모델들을 실제 관측 자료와 비 중고차담보대출 교해 일치하는 모든 경우를 데이터베이스로 구축했다.
그 결과, 두 행성 모두 수소와 헬륨의 비율이 4분의 1 미만을 차지하는 것으로 나타났으며, 이는 기존 태양계 형성 모델의 예측과 행성 밀도와도 일치한다는 것으로 확인됐다. 하지만, 천왕성과 해왕성의 내부가 실제로 어떤지 전혀 알 수 없을지도 모를 수 있다는 사실이 제기됐다.
중졸무직자대출예를 들어, 천왕성의 암석 대 물 비율은 0.04(거의 대부분이 물)에서 3.92(대부분이 암석)까지 다양하게 나타났으며, 해왕성의 경우도 암석보다 물이 최대 5배 많을 수도 있고, 물보다 암석이 2배 많을 수도 있다고 연구진은 설명했다.
만약 위 결과가 사실이라면 얼음 행성이라는 명칭은 더 이상 적합하지 않을 수 있다. 행성 대부분의 질량이 암석 형태일 가능성이 있으며, 목성과 토성보다 훨씬 작은 천왕성과 해왕성이 오히려 더 많은 암석 물질을 포함하고 있을 수도 있다.
이는 곧 기존 태양계 형성 모델에 대한 도전으로 이어진다. 이러한 행성들이 충분한 양의 암석 물질을 모을 수 있었다면, 어떻게 그 많은 암석이 태양계의 외곽까지 이동했는지를 설명해야 하기 때문이다.
이를 밝히기 위해 천왕성이나 해왕성 전담 우주선이 발사돼 탐사에 나서야 한다고 해당 매체는 강조했다.
이정현 미디어연구소(jh7253@zdnet.co.kr)