“해왕성의 위성 네레이드, 포획된 천체 아닌 토박이 위성”

해왕성의 위성 트리톤. (출처: NASA/JPL, 1989, Public domain, via Wikimedia Commons)

태양계 최외곽 해왕성 주변을 떠도는 위성 ‘네레이드’가 외부에서 온 위성이 아니라 원래 해왕성 곁에서 태어난 ‘토박이 위성’일 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다.

매슈 벨랴코프 미국 캘리포니아공대 박사팀은 21일 국제학술지 사이언스 어드밴시스에 발표한 논문에서 “네레이드는 포획된 천체라기보다 원래 해왕성 주변에 형성된 위성이었을 가능성이 더 크다”고 밝혔다.

그동안 해왕성 위성계는 거대 위성 ‘트리톤’에 의해 사실상 초토화된 공간으로 여겨져 왔다. 해왕성의 가장 큰 위성인 트리톤은 해왕성 자전 방향과 반대로 도는 ‘역행 궤도’를 가지고 있다. 연구자들은 이 거대한 위성이 카이퍼대(해왕성 궤도 바깥쪽에 위치한 거대한 영역)에서 포획된 천체로, 해왕성 주변으로 들어오는 과정에서 강력한 중력 교란을 일으켜 기존 위성 대부분을 파괴하거나 바깥으로 튕겨냈을 것으로 추정해왔다. 심하게 찌그러진 타원 궤도를 도는 네레이드 역시 이런 이유로 카이퍼대에서 붙잡혀 온 ‘불규칙 위성’ 가운데 하나로 분류돼왔다.

하지만 연구팀이 근적외선 분광기로 네레이드 표면을 분석한 결과, 카이퍼대 천체들에서 흔히 발견되는 유기물이나 일산화탄소 얼음 흔적은 보이지 않았다. 대신 표면은 물 얼음으로 풍부하게 덮여 있었다. 또한 트리톤이 해왕성에 포획된 뒤 현재 궤도로 진화하는 과정을 시뮬레이션했더니 트리톤의 강한 중력이 기존 위성계를 뒤흔들면서 일부 위성을 지금의 네레이드처럼 불규칙한 궤도로 밀어낼 수 있는 것으로 나타났다.