태양계는 수성, 금성, 지구, 화성을 일컫는 지구형 행성과 목성, 토성, 천왕성, 명왕성을 일컫는 목성형 행성으로 구분된다. 지구형 행성들은 암석으로 구성되어 있는 반면 목성형 행성은 기체로 만들어졌다.

많은 과학자들은 이러한 구분의 원인이 목성 때문이라고 생각해 왔다. 지구 질량의 약 317.83배이자 지구의 부피의 1321.33배인 목성이 태양의 중력 장벽 역할을 해 태양계 바깥의 조약돌과 먼지가 태양을 향해 소용돌이치는 것을 막았을 것으로 추측했다.

초기 태양계 대형 분할의 원인은 목성이 아니었다 ?

하지만 일본 도쿄 공과대학의 지구 생명과학연구소(ELSI)의 수석 저자인 라몬 브래서(Ramon Brasser)박사와 콜로라도 대학의 스테판 모즈시스(Stephen Mojzsis) 지질학과 교수는 이에 대해 의문을 제기했다. 그들은 최근 네이처 아스트로미에 ‘구조화된 원반에 의한 태양 외부와 내부의 분할(The partitioning of the inner and outer Solar System by a structured protoplanetary disk)’에 대한 논문을 발표했다. 그들은 논문을 통해 스스로 ‘대형 분할’이라 이름 붙였던 이 구분에 대해 언급하며 '지구형 행성과 목성형 행성을 이루는 물질이 처음부터 섞여 있지 않았음을 어떻게 확신할 수 있는가?'라는 문제를 제기했다.

이에 두 사람은 목성의 역할을 탐구하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 이용했다. 그 결과 목성이 크긴 하지만, 태양계 형성 초기에는 암석 물질들이 태양으로 이동하는 것을 완전히 차단할 만큼 크지 않았을 거라는 점을 발견했다.

태양계에도 별들의 주위처럼 원반이 있었다는 추론

칠레의 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)라는 관측소를 운영하고 있는 과학자들은 수년 동안 먼 별 주위에서 뭔가 특이한 것을 발견해왔다. 멀리에 있는 젊은 별들의 적외선 불빛에서 종종 호랑이의 눈처럼 보이는 가스와 먼지의 원반이 발견되었던 것이다.

이에 브래서와 모즈시스는 수십억 년 전 태양계에도 현재와 비슷한 고리의 존재가 있다면 그 고리가 대형 분할의 요인일 수 있다는 추론을 이끌어 냈다. 왜냐하면 그 고리는 고압과 저압의 가스와 먼지의 띠를 만들어 냈을 가능성이 있고, 또한 그것이 차례로 태양계의 초기 건축 블록을 두 가지로 나뉘게 했을지도 모르기 때문이다.

모즈시스는 산악에서 대 분할은 결국 물을 고갈시키는데, 이러한 압력이 태양계에서 물질을 분열시켰을 때와 비슷하다고 말했다. 하지만 그는 초기 우주에서의 장벽은 완벽하지 않았을 것이기에 일부 외부 태양계 물질은 여전히 그 구획을 가로질러 올라가 내부로 옮겨져 왔을 것이며 그 물질들이 우리 세계의 진화에 요인이 되어 왔을지도 모른다고 덧붙였다.