[뉴스스페이스=김시민 기자] 천왕성과 해왕성이 지금까지 알려진 '얼음 거인'이 아니라, 물보다 암석이 더 많은 '암석 거인'일 수 있다는 충격적인 연구 결과가 발표됐다.

스위스 취리히 대학교 연구팀이 2025년 12월 9일 Astronomy & Astrophysics에 게재한 논문은, 천왕성과 해왕성의 내부 구성이 물 얼음보다 훨씬 더 많은 암석 물질로 이루어져 있을 가능성을 제시하며, 1980년대 보이저 2호 탐사 이후 이어져 온 행성 분류 기준에 근본적인 의문을 던졌다.​

기존 분류와 새로운 모델링

기존에는 천왕성과 해왕성을 '얼음 거인'으로 분류해 왔다. 이는 행성의 내부가 주로 물, 암모니아, 메탄 등 '얼음' 물질로 구성되어 있다는 가정에 근거한다. 하지만 취리히대 연구팀은 물리학 기반과 경험적 데이터를 결합한 새로운 '불가지론적(agnostic)' 모델링 접근법을 적용해, 두 행성이 물이 풍부할 수도, 암석이 풍부할 수도 있음을 보여주었다.

phys.org, sciencedaily, arxiv, astrobiology, universemagazine이 보도한 모델링 결과에 따르면, 천왕성의 암석-물질 비율(rock-to-water ratio)은 0.04~3.92, 해왕성은 0.20~1.78까지 다양하게 나타나며, 이는 두 행성이 암석 중심일 가능성을 배제할 수 없다는 의미다.​

자기장과 내부 구조의 새로운 해석

연구팀은 두 행성의 자기장도 기존과 다르게 해석했다. 지구와 달리 천왕성과 해왕성은 복잡한 다극 자기장을 가지고 있다. 이에 대해 연구팀은 '이온성 물(ionic water)' 층이 자기 다이나모를 생성해, 관측된 비쌍극자 자기장을 설명할 수 있다고 밝혔다.

특히, 천왕성의 자기장은 해왕성보다 더 깊은 내부에서 기원하는 것으로 모델링됐다. 이는 행성 내부의 온도-압력 분포가 극단적일 때 물이 고체·액체·이온 상태로 존재할 수 있음을 시사한다.​

데이터 한계와 향후 과제

연구팀은 여전히 상당한 불확실성이 존재한다고 강조했다. 극한의 압력과 온도 조건에서 물질의 행동을 정확히 이해하지 못하는 한, 모델의 정확도에 한계가 있다는 것이다.

라비트 헬레드 교수는 "현재 데이터만으로는 암석 거인인지 얼음 거인인지 구별할 수 없다. 진정한 본질을 밝히려면 천왕성과 해왕성에 대한 전용 탐사 임무가 반드시 필요하다"고 말했다. 실제로 1986년과 1989년 보이저 2호의 근접 비행 이후로 두 행성을 직접 탐사한 우주선은 없었다.​

국내외 언론 반응

국내외 주요 과학매체들은 이번 연구를 '태양계 내부구조에 대한 혁신적 해석'으로 평가했다. ScienceDaily는 "천왕성과 해왕성의 내부가 물보다 암석이 많을 수 있다"고 보도했으며, Phys.org는 "기존 분류가 지나치게 단순화됐다"고 지적했다. Astrobiology Web도 "지구와는 다른 자기장 메커니즘을 가진 두 행성의 비밀이 점차 밝혀지고 있다"고 전했다.​

이번 연구는 천왕성과 해왕성의 내부 구성에 대한 상식을 뒤바꾸는 중요한 전환점이다. 다만, 최종적인 결론을 내기 위해서는 더 많은 관측 데이터와 차세대 탐사 임무가 필요하다. 앞으로의 행성 과학 연구와 탐사 계획에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.​