취리히 대학교 연구진은 천왕성과 해왕성의 내부 구조를 재해석하는 새로운 수치 모형을 제시했다. 연구는 박사과정 학생이 주도하고 교수가 발의했으며, 연구진은 기존 분류—암석형, 가스 거대행성, 얼음 거대행성—가 천왕성과 해왕성에 대해 과도하게 단순하다고 판단했다. 연구자는 물리 기반 모델의 가정 과다와 실증적 모델의 단순화를 비판하며 두 접근을 결합했다.
방법은 무작위 밀도 분포에서 출발해 그 분포로부터 중력장을 계산하고, 관측과 일치하는 구성 성분을 추정하는 과정을 여러 차례 반복해 최적 모형을 찾는 것이다. 이 절차를 통해 두 행성의 내부가 반드시 물(일반적으로 '얼음'으로 표현)로 우세할 필요는 없다는 결론을 얻었다. 새로운 해석은 물이 풍부한 경우와 암석이 우세한 경우를 모두 허용하며, 이는 명왕성의 암석 우세 사실과도 일치한다.
모형은 또한 천왕성과 해왕성의 특이한 다극형 자기장을 소위 이온성 물 층에서 발생하는 다이너모로 설명한다. 모델 결과는 천왕성의 자기장이 해왕성보다 더 깊은 곳에서 기원한다고 제시한다. 그러나 연구진은 행성 중심부의 극한 압력과 온도에서 물질 거동에 관한 물리학적 불확실성이 남아 있어 최종 결론에는 한계가 있다고 경고한다.
연구진은 현재 자료만으로는 두 행성의 진짜 성질을 확정하기 어렵다고 결론내리고, 이를 밝힐 전용 탐사선이 필요하다고 제안했다. 연구는 학술지 Astronomy & Astrophysics에 실렸고 출처는 취리히 대학교이다.
어려운 단어·표현
- 재해석하다 — 새로운 관점으로 사실을 다시 판단하다재해석하는
- 수치 모형 — 수치 계산으로 만든 실험용 모형
- 실증적 — 관측과 실험의 결과를 바탕으로 하는
- 무작위 — 특별한 규칙 없이 임의로 배치된
- 중력장 — 질량이 만드는 주위의 힘 공간중력장을
- 구성 성분 — 전체를 이루는 각 부분이나 물질
- 다극형 자기장 — 여러 방향의 자성이 섞인 자기장
- 다이너모 — 자기장과 전류로 에너지를 만드는 장치다이너모로
- 탐사선 — 우주에서 관측이나 탐사를 하는 우주선
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토론 질문
- 새로운 수치 모형이 천왕성과 해왕성의 기존 분류(암석형, 가스 거대행성, 얼음 거대행성)에 어떤 영향을 줄 수 있을지 이유와 함께 설명해 보세요.
- 연구진은 전용 탐사선이 필요하다고 제안했습니다. 어떤 종류의 관측이나 자료가 두 행성의 내부 구조를 더 잘 밝히는 데 도움이 될지 구체적으로 말해 보세요.
