3일(현지시간) 로이터통신에 따르면 미국 캘리포니아대 샌디에이고 연구팀은 웹망원경으로 해왕성의 내부 위성인 프로테우스(Proteus), 라리사(Larissa), 갈라테아(Galatea)와 내부 고리를 관측한 결과 마그네슘이 풍부한 점토광물을 발견했다. 연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다.
연구진은 이 점토광물이 액체 상태의 물과 암석이 오랜 기간 반응해야 생성되는 물질이라는 점에 주목했다. 그러나 현재 해왕성의 작은 내부 위성들은 너무 작고 차가워 자체적으로 이러한 광물을 만들 수 없기 때문에 훨씬 큰 고대 천체 내부에서 유래했을 가능성이 크다고 설명했다.
연구진은 약 45억 년 전 태양계 형성 초기, 카이퍼 벨트에 있던 명왕성 크기의 트리톤이 해왕성의 중력에 포획되면서 시작된 것으로 보고 있다. 역행 궤도를 도는 트리톤의 강한 중력이 기존 위성들의 궤도를 교란했고 위성들이 서로 충돌하면서 대부분 파괴됐다는 것이다. 이후 충돌 잔해가 다시 뭉쳐 오늘날의 작은 위성과 고리 체계를 형성했다는 설명이다.
실제로 트리톤은 태양계의 대형 위성 가운데 유일하게 행성의 자전 방향과 반대로 공전한다. 이는 트리톤이 해왕성과 함께 만들어진 것이 아니라 외부에서 유입돼 중력에 붙잡혔다는 유력한 증거로 꼽힌다. 이번 연구는 해왕성이 다른 목성형 행성과 다른 위성계를 갖게 된 이유도 설명했다. 목성·토성·천왕성은 규칙적으로 배열된 대형 위성계를 유지하고 있지만 해왕성은 트리톤이 전체 위성계 질량의 99% 이상을 차지하며 독특한 구조를 이루고 있다.
연구진은 또 해왕성 외곽 위성 네레이드(Nereid)가 원래 위성계 가운데 유일하게 살아남은 천체일 가능성도 제시했다. 네레이드는 태양계 위성 가운데 가장 찌그러진 타원 궤도를 도는 천체 중 하나로, 트리톤의 중력 교란을 가까스로 피한 것으로 추정했다. 연구를 이끈 라일리 데이비스 박사는 “이번 발견은 태양계가 매우 폭력적인 충돌과 재편을 거쳐 지금의 모습을 갖추게 됐음을 보여주는 사례다”며 “단 한 번의 우연한 사건이 행성계 전체의 구조를 근본적으로 바꿀 수 있다는 사실을 보여준다”고 말했다.
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