지구형 행성

지구형 행성에 대해서 알아보겠습니다. 지구형 행성(terrestrial planet은 주로 암석이나 금속 물질(철, 니켈, 규소 등)로 구성된 행성입니다. 암석 행성(rocky planet ), 고체 행성(solid planet )이라고도 하며, 태양계에서는 수성, 금성, 지구, 화성이 이에 해당합니다. 이 4개의 행성이 위치하는 영역을 내 태양계(inner planet)라 말합니다. 

 

 

지구형 행성 유형(타입 I,  타입 II)

타입 I은 항성에서 비교적 떨어져 있는 행성입니다. 지각에 있던 마그마 오션이 수백만 년 안에 굳어져 초기 해양을 할 수 있었습니다. 바다가 있는 지구는 타입 I입니다. 타입 II는 항성에서 너무 가까운 행성으로, 굳어지기까지 무려 1억 년이 소요됩니다. 이 때문에 그사이 대부분의 물 성분을 잃어 초기 해양 형성에 실패하게 됩니다. 금성 같은 매우 뜨거운 행성은 타입 II입니다.

 

지구형 행성 특징

지구형 행성은 목성형 행성, 천왕성형 행성과 비교해 질량이 작고 밀도가 큽니다. 고체 표면과 대기를 가지고 있다는 특징도 갖고 있습니다. 행성 과학의 관점에서는 달도 성질상 지구형 행성의 일종으로 취급합니다. 그러나 행성의 정의로는 위성을 명확하게 제외하고 있어, 행성의 분류로 지구형 행성을 말하는 경우, 달은 포함되지 않습니다. 목성형 행성이 가질 수 없는, 그렇기 때문에 지구형 행성이 특별할 수밖에 없는 가장 다른 특징이 있습니다. 생명체의 발전과 진화에 적합한 환경을 갖고 있을 확률이 있다는 것입니다. 생명체들은 다양한 생태계에서 다양한 형태로 진화하며 존재하고 있는데, 골디락스 존 내 지구형 행성은 다양한 지형과 기후 조건으로 생명체의 다양성을 형성하는 데 큰 영향을 미칩니다.

 

지구형 행성 관측

지구형 행성은 목성형 행성에 비해 질량·부피가 모두 작은 편입니다. 이 때문에 태양계 이외의 항성계에 있는 지구형 행성을 발견하기까지 많은 시행착오를 겪었습니다. 그러나 관측 기술의 발달로 2005년에는 미국 탐사팀이 지구로부터 15광년 떨어진 적색왜성 글리제 876에서 지구질량 6~7배의 지구형 행성으로 보이는 글리제 876d를 발견했고, 같은 해 중력렌즈를 이용한 관측으로 약 2만 광년 거리에서 지구 질량의 5배 정도 되는 행성 OGLE-2005-BLG-390Lb를 발견했습니다.

 

이어지는 2007년에는 지구에서 20광년 떨어진 적색왜성 글리제 581에 지구 질량의 각각 5배(글리제 581c)와 8배(글리제 581d)의 행성이 발견됩니다. 이 중 글리제 581c는 골디락스 존(생명 거주 가능 영역) 안에서 공전하고 있는 것으로 알려졌지만, 후에 이를 반박하는 논문이 발표되었습니다. 그 대신 글리제 581d나 581g가 골디락스 존 안에서 공전하고 있을 가능성이 시사되고 있습니다. 또한 2009년에는 지구 질량의 2배로 보이는 글리제 581e가 발견되었습니다. 이런 지구형 행성보다 다소 질량이 큰 행성들을 거대 지구형 행성(Super Earth)이라 부릅니다. 그러나 주성분은 지구 등과 마찬가지로 암석으로 알려져 있어 향후 거대 지구형 행성보다는 가벼운 행성 발견이 기대되고 있습니다.

 

유럽 남방 천문대(ESO)는 원시 행성계 원반의 안쪽 영역에서 지구형 행성의 재료가 되는 암석질 미행성의 형성이 진행되고 있다는 관측 결과를 보고했습니다. 시뮬레이션(수치 계산 실험) 기술의 발달로 많은 항성에 지구형 행성이 존재할 가능성이 있다는 생각이 강해지고 있습니다. 또한 2009년 유럽 남방 천문대는 CoRoT-7b(코로 7b)라고 불리는 천체가 지구형 행성일 가능성이 있다고 발표했습니다. 앞서 09년 이전에 관측한 여러 지구형 행성은 질량이나 공전 궤도를 참고해 지구형 행성으로 추측한 것입니다. 반면 CoRoT-7b의 경우 질량에 더해 행성 반경까지 알아냈기 때문에 평균 밀도까지 계산할 수 있었습니다. 구체적인 밀도를 바탕으로 지구형 행성일 가능성이 높다고 판단된 것은 이 행성이 최초입니다.

 

맺음말

지구형 행성은 우리가 살아가는 공간이자 무한한 발견의 가능성을 지닌 행성입니다. 생명체의 다양성과 생태계의 상호작용으로  지구의 아름다움과 신비로움을 함께 나타내고 있습니다. 그리고 아직 관측되지 않은 수많은 지구형 행성들, 그중에서도 골디락존 내에 있는 행성들은 무한한 생명의 가능성을 내포하고 있습니다. 앞으로 더 많은 지구형 행성을 발견하고 연구하는 과정을 통해 우주에 대한 이해를 더욱 넓힐 수 있었으면 좋겠습니다.