만약 지구가 목성처럼 거대한 행성에 가까워진다면?

우주에는 지구보다 크고 더 거대한 천체들이 많다. 그 광활한 우주에서 일어날 수 있는 상황에 대해 다양한 상상을 해보는 것도 또 다른 재미일 것이다. 

 

1. 목성에 근접

 

2019년에 공개된 중국의 공상과학 영화 "유랑지구(The Wandering Earth)". 인류는 태양이 수명 주기의 끝에 가까워짐에 따라 실존적 위협에 직면한다. 사람들은 멸망을 피하기 위해 지구를 새로운 항성계로 옮기는 대규모 프로젝트를 수행한다. 그러나 여행 중에, 목성의 중력에 의해 항로를 이탈하게 되고, 지구를 구하기 위한 임무를 맡은 주인공들에게 일련의 위험한 도전들이 펼쳐진다. 이 영화의 사건들은 허구이지만, 본 영화는 흥미로운 질문을 제기한다. 혹시라도 지구가 목성과 같이 훨씬 더 큰 행성에 너무 가까워진다면 무슨 일이 일어날까? 목성은 그 질량이 지구의 300배가 넘는, 태양계에서 가장 큰 행성이다. 그것의 강력한 중력은 태양계의 다른 행성들과 물체들의 궤도에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 만약 지구가 목성에 너무 가까이 간다면, 많은 잠재적인 위험들이 인류를 위협하게 될 것이다. 물론 일반적인 상황에서도 종종 목성과 가까워지도 한다. 2022년 9월 26일에 역대급으로 근접한 기록이 있었다. 우리로부터 약 5억 9130만 km 부근까지 접근했었고, 쌍안경으로도 그것의 위성을 볼 수 있을 만큼 가까웠었다. 이 정도로까지 가까운 거리는 2100년까지는 없을 거라고 했었다. 하지만 지금 우리가 상상해 보는 것은 그것보다 훨씬 더 근접하게 될 경우이다.

 

2. 발생할 수 있는 위험들

 

한 가지 가능성은 목성의 중력이 태양 주위를 도는 지구의 궤도를 방해할 수 있다는 것이다. 지구는 태양을 거의 원형으로 공전하지만, 만약 목성이 태양을 궤도에서 벗어나게 한다면, 우리로 하여금 더 타원형의 궤도를 따라 공전하게끔 만들 수 있을 것이다. 이것은 지구와 태양 사이의 거리가 시간이 지남에 따라 크게 달라질 것이기 때문에, 기후와 날씨 패턴에 상당한 변화를 가져올 수 있다. 또 다른 우려는 목성의 강력한 자기장이 지구 자기장에 미치는 영향이다. 지구의 자기장은 해로운 태양 복사로부터 우리를 보호하지만, 만약 목성의 자기장이 우리의 자기장과 상호작용한다면, 그것은 방해를 일으키거나 심지어 우리의 보호막에 손상을 입힐 수도 있다. 목성의 중력은 또한 지구의 바다에 상당한 조석 효과를 일으킬 수 있다. 조수는 목성보다 훨씬 작지만 여전히 지구의 바다에 눈에 띄는 영향을 미치는 달의 중력에 의해 발생한다. 만약 지구가 목성에 너무 가까이 접근한다면, 조수의 힘은 훨씬 더 강해질 수 있고, 해안 지역에 홍수를 일으킬 수 있는 극도로 높고 낮은 조수를 일으킬 수 있다. 영화 "유랑지구"에서, 인류는 행성의 표면에 걸쳐 엄청난 온도 변화를 일으키는 "열난류"로 알려진 현상을 소재로도 다루었다. 이것은 허구적인 개념이지만, 행성들이 거대한 가스 행성들과의 근접성 때문에 극단적인 온도 변화를 경험하는 실제 사례들이 있다. 예를 들어, 외계 행성 HD 189733b는 우리와 비슷한 궤도를 돌고 있지만 가스 행성 동반성과 너무 가까워서 대기가 섭씨 수천 도까지 가열되기도 한다.

 

3. 대기권 박리

 

영화속에서 보여줬던 장면 중에 무엇보다 놀라웠던 건 "대기권 박리"이다. 거대 질량을 가진 목성의 중력이 지구 대기의 분자들을 우리 행성으로부터 끌어내기 시작할 수 있다는 것을 의미한다. 시간이 지남에 따라, 이것은 지구의 생명체를 지탱하는 데 중요한 산소와 질소를 포함한 대기 가스의 상당한 손실로 이어질 수 있다. 이 현상은 단지 이론적인 것이 아니다. 그것은 우리 태양계의 다른 행성에서 관찰되었다. 예를 들어, 화성은 지구보다 훨씬 작고 중력도 약하다. 그것이 더 큰 행성인 목성에 너무 가까이 접근할 때, 이 거대 가스 행성의 중력은 화성 대기의 일부를 벗겨낼 수 있다. 이는 목성의 중력에 의해 끌려간 것으로 생각되는 화성 대기의 특정 동위원소의 손실을 통해 관찰되었다. 대기권 박리는 지구상의 생명체에게 심각한 결과를 초래할 수 있다. 대기 중에 충분한 질소와 산소가 없다면, 식물과 동물들이 생존하는 것은 불가능해진다. 게다가, 대기 가스의 손실은 대기압의 변화를 초래할 수 있으며, 이것은 날씨 패턴에 영향을 미치고 심지어 지구 표면의 지각판의 움직임에 변화를 일으킬 수 있다. 물론 지구가 대기권 박리를 경험할 가능성은 낮지만, 여전히 연구하고 이해해야 할 중요한 현상이다. 행성들이 서로 어떻게 상호작용하는지에 대해 더 많이 배움으로써, 우리는 행성 충돌이나 근접한 만남과 같은 사건들의 잠재적인 위험과 결과를 더 잘 이해할 수 있을 것이다.