행성이 구 모양인 이유

썸네일

행성이 구 모양인 이유와 중력의 관계

태양계의 행성들은 모두 구 모양을 띠고 있으며, 이에 반해 소행성들은 대다수가 울퉁불퉁한 모양을 띠고 있다. 천체를 구성하고 있는 물질 면에서는 크게 차이가 나지 않는 행성과 소행성이 모양에서는 이처럼 차이를 보이고, 행성이 구 모양인 이유는 무엇일까.

그 이유는 바로 행성과 소행성의 질량과 중력의 차이 때문이다. 중력은 행성의 질량이 커질수록 커지며, 언제나 질량이 더 무겁고 힘의 세기가 더 센 곳을 향해 작용한다. 즉 우리가 살고 있는 지구와 같이 중력이 큰 행성에서 물체는 늘 행성의 정중앙, 중심을 향하는 것이다.

행성, 소행성 구분할 것 없이 갓 태어난 행성들은 셀 수 없이 많은 미행성들을 맞게 된다. 그리고 바로 여기서 질량이 큰 행성들과 질량이 작은 행성들 사이에 차이점이 나타난다. 미행성들이 떨어지면서 파이게 된 행성 표면을 질량이 큰 행성들은 다시 메울 수 있지만 질량이 작은 행성들은 메울 수 없기 때문이다.

우선 행성의 표면이 파이게 되면 행성에 널브러져 있던 돌들이 행성의 중력으로 인해 이동하면서 파인 구덩이를 채워나간다. 그리고 이렇게 돌로 채워진 구덩이는 시간이 흐르며 점점 메워지게 되는데, 때문에 중력의 세기가 충분한, 상대적으로 질량이 큰 행성들은 표면이 파인다 할지라도 다시 미행성을 맞기 전의, 구 모양의 모습으로 돌아갈 수 있다. 그리고 이런 질량이 큰 행성들과는 반대로 질량이 작은 소행성들은 파인 표면을 메꿀 수 있을 만큼의 중력을 발휘하지 못하기 때문에 미행성을 맞는 족족 파이게 되어 점점 더 울퉁불퉁한 모습으로 변하게 된다.

참고로 이런 중력의 세기를 통해 나타나는 현상들은 액체를 다룰 때 역시 같은데, 큰 예로 바다가 구 모양의 지구를, 어느 대륙이건, 모두 같은 높이로 평평하게 감싸고 있는 모습을 떠올릴 수 있다. 미행성으로 인해 파인 행성의 표면을 돌들뿐만 아니라 액체들도 함께 채운다는 것이다.

그러나 중력의 세기가 제아무리 작다 할지라도 만약 그 중력을 제대로 발휘할 수 있는 도구만 가지고 있다면 똑같은 크기의 다른 소행성들에 비해 상대적으로 둥근, 구에 가까운 모양을 가질 수도 있는데, 중력을 제대로 발휘할 수 있는 도구로는 첫 번째, 행성을 구성하는 물질이 있다. 예를 들어 암석으로 구성되어 있는 행성과 얼음으로 구성되어 있는 행성이 있다면 당연히 얼음으로 구성되어 있는 행성이 암석으로 구성되어 있는 행성보다 구 모양에 가까울 것이다.

그리고 중력을 제대로 발휘할 수 있는 도구 두 번째는 바로 압력이다. 중력은 그 자체로 매우 강한 힘이지만 행성 표면을 구성하고 있는 단단한 암석들을 모두 손쉽게 부술 수 있을 만큼 강력하진 못하다. 때문에 파인 표면들을 모두 완벽하게 채우기 위해서는 중력을 도울 수 있는 또 다른 힘, 압력이 필요하며, 참고로 우리가 체감할 수 있는 가장 대표적인 압력으로는 우리를 누르는 공기의 힘을 뜻하는 대기압이 있다.

정리하자면, 행성이 구 모양인 이유는 행성의 중력 때문이다. 그리고 행성을 구성하고 있는 물질과 압력에 따라서 둥근 구 모양을 가질 수 있는 확률이 달라진다.