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우주에서 발견된 외계 행성 5,000개 이상 중 상당수가 별의 한쪽 면만 영원히 바라보는 '조석 고정' 상태입니다. 처음 이 사실을 접했을 때 저는 달을 떠올렸습니다. 어린 시절 달이 왜 항상 같은 얼굴만 보여주는지 궁금해하며 "달이 부끄러운가 보다" 하고 웃어넘겼던 기억이 있는데, 그 단순한 의문이 사실은 중력이 수십억 년에 걸쳐 빚어낸 거대한 메커니즘을 가리키고 있었습니다. 조석 고정: 중력이 행성을 묶는 방식 조석 고정(Tidal Locking)이란 행성의 자전 주기와 공전 주기가 완전히 일치해 항상 같은 면이 별을 향하게 되는 현상을 말합니다. 지구가 24시간마다 한 바퀴씩 자전하면서 낮과 밤을 번갈아 만들어내는 것과 달리, 조석 고정 행성은 공전 한 바퀴가 곧 자전 한 바퀴입니다. 예를 들어 별을 한 바퀴 도는 데 10일이 걸리는 행성이라면, 자전도 정확히 10일에 한 번만 이루어집니다. 이 현상이 발생하는 원인은 조석력(Tidal Force)에 있습니다. 조석력이란 별의 중력이 행성 가까운 쪽과 먼 쪽에 서로 다르게 작용하면서 행성 내부에 변형력을 만들어내는 힘입니다. 행성이 별에 가까울수록 중력 차이가 커져 행성 모양이 타원형으로 미세하게 늘어납니다. 행성이 회전하면서 이 늘어진 부분이 별의 방향과 어긋날 때마다 중력이 다시 끌어당기고, 이 마찰이 반복되면서 자전 속도가 점점 느려집니다. 결국 자전 속도가 공전 속도와 같아지는 순간, 행성은 별에 묶인 채 자전을 멈춘 것처럼 고정됩니다. 달이 가장 친숙한 예입니다. 달의 공전 주기와 자전 주기는 모두 약 27.3일로 일치하기 때문에 지구에서는 항상 달의 앞면만 볼 수 있습니다. 뒷면은 아폴로 탐사선이 촬영하기 전까지 인류가 한 번도 직접 눈으로 본 적 없는 세계였습니다. 제가 이 사실을 처음 확인했을 때 익숙하게 보아온 달이 갑자기 낯선 물체처럼 느껴졌던 것이 아직도 기억납니다. 별에 가까운 행성일수록 이 과정이 훨씬 빠르게 진행됩니다. 특히 태양보다 질량...