쌍둥이 지구의 탄생, 달은 어떻게 만들어졌을까?

달은 태양계에서 5번째 큰 위성입니다. 태양계에서도 작은 행성인 지구에게는 어울리지 않는 위성이 달입니다. 당연히 어떻게 달이 지구 옆에서 살게 되었는지 궁금해집니다. 달의 탄생과정과 달의 미스테리를 알아보겠습니다. 

 

45억년 전 소행성과의 대충돌로 태어난 달

태양계 5번째로 큰 위성 달, 지구에겐 너무나 큰 위성!

달이 태양계에서 5번째로 큰 위성이라는 거 알고들 계셨나요? 태양계에서 지구와 비교하기 힘들 정도로 큰 행성인 목성과 토성도 아니고 지구라는 왜소한 행성에 이처럼 큰 위성이 있다는 것이 매우 신비롭게 느껴집니다. 행성크기와 비교해 볼 때 태양계 위성 중에는 가장 큰 크기라고 합니다. 달의 지름은 무려 지구의 1/4이나 됩니다. 물론 부피는 1/50이고 말이죠. 이 정도면 위성이라기보다 쌍성계(binary star)로 보는 게 맞다는 의견이 있을 정도입니다. 지구와 달의 거리는 달의 궤도가 타원형이기 때문에 변화가 있지만 약 36~40만 킬로미터 정도로 평균 38만4천 킬로미터라고 합니다. 표면 중력은 지구의 17%로 정도로 1/5밖에 되지 않습니다. 발을 박차고 오르면 5m는 훌쩍 뛸 수 있겠군요. 이렇게 덩치 큰 위성인 달은 인류가 직접 탐험한 유일한 외계입니다. 지금까지 인류는 6차례에 걸쳐 유인우주선이 착륙했고 그 후로 50년 가까이 인류는 달에 가지 않았습니다.
 

달은 어떻게 지구 옆에 살게 되었을까?

다시 돌아와서 그럼 이렇게 큰 위성이 어떻게 지구 옆에 살게 되었을까요? 약 45억 년 전 화성만 한 천체가 초속 15km 속도로 원시지구에 부딪히는 대충돌이 있었고 그 파편들이 떨어져 나가 달이 되었을 것이라는 게 현재로서는 가장 유력한 가설이라고 합니다. 충돌 직후 무거운 입자들은 지구를 중심으로 가벼운 입자들은 지구 궤도권에서 뭉쳐 서서히 달로 형성되었다는 것입니다. 그 후 40억 년 전을 전후로 거대한 소행성들이 달과 부딪히면서 달의 남극에 있는 지름이 2500km나 되는 분지 에이트캔(Aitken)을 남겼고 달의 바다(lunar maria)라고 불리는 검게 보이는 거대한 평지도 이때에 만들어졌다고 합니다. 이러한 대충돌설은 아폴로 우주선들이 달의 암석들을 분석한 결과와도 연결됩니다. 달의 암석 구성물질이 지구와 거의 동일했던 것입니다. 달은 지구의 동생이었던  것입니다.
 

그리고 신비한 달의 미스터리들

지금까지도 사람들의 궁금증을 자아내는 달의 미스터리들은 많습니다. 가장 먼저 우리 인류가 보아온 달은 언제나 달의 앞면만이었다는 사실입니다. 달의 공전주기와 자전주기가 같아 달은 항상 그 앞모습만을 우리에게 보여줬을 뿐 인류가 달탐사를 하기 전까지 단 한 번도 뒷모습을 보여준 적이 없습니다. 자전주기와 공전주기가 같은 위성은 태양계에서 달이 유일합니다. 이런 미스터리 때문에 아직도 달 뒷면에는 외계인들의 우주기지가 있다는 이야기를 믿는 사람도 있고 이를 주제로 한 SF영화도 많이 만들어졌습니다. 심지어 달의 공전주기와 자전주기는 27.3일인데 지구의 지름과 달의 지름 비율도 역시 27.3%라고 합니다. 이건 정말 우연이 맞나 싶을 정도입니다.
마지막으로 가장 신비한 현상은 개기일식(皆旣日蝕, Solar Eclipse)입니다. 개기일식은 지구와 달, 태양이 일직선상에 배열되면서 달이 태양을 완전히, 그리고 완벽히 가리는 현상을 말합니다. 우리 태양계에서 태양을 완전히 가릴 수 있는 위성을 가진 행성은 오직 지구 밖에 없습니다. 태양이 정확히 달의 지름보다 400배 크고 지구와 달의 거리의 400배만큼 태양이 떨어져 있기 때문에 가능한 현상이라고 합니다. 많이 신비롭습니다. 이렇게 지구를 스쳐 지나던 화성크기 행성과의 대충돌로 만들어진 달은 무려 45억 년 동안 지구와 함께 동행하고 있습니다. 생명체가 태동하고 인류가 생겨나는 그 숱한 순간까지 함께 했을 달입니다. 오늘 밤에는 밤하늘에 뜬 달을 한번 올려다봐야겠습니다.