관측 기술의 진보로, 태양계 외에도 지구와 같은 행성이 많이 존재한다는 것을 알게 되었고, 외계 생명체 발견에 대한 기대가 높아지고 있다. 그러나, 다른 별계에 자주 있는 지구형 행성을 태양계에 배치한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해, 태양계는 천문학자들이 지금까지 생각해 온 것 이상으로 절묘한 균형 위에 형성되어 있음을 알 수 있었다는.
리버사이드 캘리포니아 대학의 천체물리학자인 스티븐 케인 씨는, 사독이 딸린 오픈 액세스 저널·Planetary Science Journal에서 가상의 행성을 태양계에 배치한 시뮬레이션 결과에 관한 논문을 발표.
케인 씨가 이 연구를 시작한 것은, 태양계에 있는 두 가지 "갭"에 대해 조사하는 것이 목적이었는데, 문제의 갭 중 첫 번째는, 태양계에 있는 "지구형 행성"과 "가스 행성"의 크기 차이. 태양계에서 가장 큰 암석 행성은 지구이고, 태양계에서 가장 작은 가스 행성은 해왕성이지만, 해왕성은 지구의 4배 크기와 17배 질량을 가지고 있다.
아래 그림은, 태양계 행성을 실제 크기비로 나타낸 것으로, 지구나 화성(Mars)과 같은 암석 행성과 목성(Jupiter)과 같은 가스 행성의 크기 차이를 한눈에 알 수 있다.
케인 씨에 따르면, 태양계는 다른 별계에 비해 지구형 행성과 가스 행성의 크기에 너무 차이가 있다고 하고, "다른 별계에는 이 간극을 메울 질량을 가진 행성이 많이 있습니다. 천문학자들은 지구보다 큰 질량을 가진 이 암석 행성들을 슈퍼어스라고 부르고 있습니다"라고 케인 씨는 말한다.
그리고 두 번째 갭은, 화성과 목성 사이의 갭으로, 다음은 태양계 행성을 실제 거리 비율에 따라 배치한 것. 화성을 포함한 내행성계(Inner planets)에서 바깥쪽은 행성과 행성의 거리가 크게 떨어져 있는 것을 볼 수 있다. 케인 씨에 의하면, 흔히 천문학자는 "이 화성과 목성의 틈새에 뭔가 다른 행성이 있으면 딱 좋을 텐데"라고 느끼게 된다고 한다.
이러한 태양계의 특징적인 갭을 메우면 어떻게 되는지 확인하기 위해, 케인 씨는 다양한 크기의 행성을 화성과 목성 사이에 배치하고, 그것이 지구 등 행성 궤도에 어떤 영향을 미치는지 분석.
그 결과, 화성과 목성 사이에 슈퍼어스가 있으면, 지구가 궤도를 벗어나 태양계에서 튕겨져 나가는 것으로 나타났다. 만약 지구에 태양광이 쏟아지지 않으면, 지구는 혹한의 별이 되어 버리고, 지상의 생명은 죽게 되는 상황, 또한 지구뿐만 아니라, 수성이나 금성과 같은 내행성계의 별들도 태양계에서 튕겨 나올 수 있다는 것과 천왕성이나 해왕성의 궤도도 불안정해지는 것으로 알려져있다.
이러한 괴멸적인 사태를 초래하는 직접적인 원인은, 슈퍼어스가 목성의 궤도를 틀어버리는 것으로, 목성은 지구의 318배 질량을 가진 거대 가스 행성이기 때문에, 지구형 행성의 영향으로 아주 조금만 궤도가 흔들리는 것만으로도 다른 행성에 심대한 영향을 준다.
이 연구 결과는, 태양계 외 행성에 생명이 존재할 수 있는지를 생각하는 데도 중요한데, 항성에서 멀리 떨어진 가스 행성인 "목성형 행성"이 다른 성계에서 발견될 가능성은 기껏해야 10% 정도인데, 이 목성형 행성이 있느냐에 따라 지구형 행성이 안정된 환경을 얻을 수 있느냐가 크게 좌우되기 때문. 이처럼 지구형 행성의 궤도를 안정시키는 것을 돕는 목성형 행성은 "굿 쥬피터"라고 불린다.
이번 시뮬레이션 실험에 대해, 케인 씨는 "태양계는 제가 예전부터 생각했던 것 이상으로 미묘하게 조정된 것으로 나타났습니다. 태양계 행성은 마치 시계 톱니바퀴처럼 정교하게 맞물려 있어 불필요한 톱니바퀴가 늘어나면 모든 것이 망가지는 것입니다"...
