슈퍼지구 내부상태 재현 성공했다

美 연구진 ‘우주 물질’ 생성 성공

‘슈퍼지구’(오른쪽 아래) 상상도. 슈퍼지구 내부에 암석이 녹아 만들어진 ‘마그마의 바다’가 있을 것이라는 연구 결과가 나왔다. 사이언스 제공

미국 연구진이 ‘슈퍼지구’ 내부에나 있을 법한 ‘우주 물질’을 실험실에서 인위적으로 만드는 데 처음으로 성공했다. 슈퍼지구는 태양계 바깥을 돌아다니는 행성 중 암석으로 이뤄진 지구형 행성을 말한다.

마리우스 밀로 로런스리버모어 국립연구소 박사팀은 ‘스티쇼바이트(stishovite)’라는 광물에 500만 기압에 이르는 초고압을 가해 지구 질량의 5배가량인 천왕성과 해왕성급의 슈퍼지구 내부 상태를 재현하는 데 성공했다고 과학학술지 ‘사이언스’ 23일자에 발표했다.

스티쇼바이트는 지구의 지각을 이루는 주성분인 이산화규소(SiO2)의 구조가 변해서 만들어진 물질이다. 지상에서 스티쇼바이트가 만들어지는 경우는 운석이 땅에 충돌하면서 순간적으로 엄청난 고온고압 상태가 될 때뿐이다.

연구진이 스티쇼바이트에 500만 기압을 가한 뒤 서서히 온도를 높여주자 8000도 근처에서 스티쇼바이트가 녹기 시작했다. 밀로 박사는 “슈퍼지구 내부에 암석이 녹아 만들어진 ‘마그마의 바다’가 존재할 수 있다는 뜻”이라며 “슈퍼지구의 지각 바로 아래 맨틀과 그 아래 핵 사이의 경계면이 이런 상태일 것”이라고 말했다.

현재까지 우리 은하에서 발견된 외계 행성은 1000개가 넘는다. 밀로 박사는 “이번 연구는 생명체가 살 수 있는 슈퍼지구를 찾는 단서로 사용할 수 있을 것”이라며 “태양계 형성 과정을 이해하는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

최영준 동아사이언스 기자 jxabbey@donga.com