태양계의 형성과 구조에 대한 새로운 이론적 틀 제시 은하계에서 태양계 위치를 이해하는 길을 열었으며, 기사 원문은 인터넷 과학신문 ‘사이언스타임즈’에서 확인할 수 있습니다.
https://bit.ly/3j5YlHo 태양계의 형성과 구조에 대한 새로운 이론적 틀 제시 은하계에서 태양계 위치를 이해하는 길을 열었으며, 기사 원문은 인터넷 과학신문 ‘사이언스타임즈’에서 확인할 수 있습니다.
https://bit.ly/3j5YlHo
태양계 형성 이론에 따르면 우리 태양계는 화성과 목성 사이의 동결 곡선을 중심으로 안쪽 태양계와 바깥의 태양계가 나뉘어 형성된 것으로 보고 있다.
영국 옥스퍼드 대학과 독일의 루ー도우이히·막시밀리안 대학교 및 BGI바이로이트 대학교, 스위스 취리히 대학 연구 팀은 초기 태양계의 이 같은 2단계의 형성 과정을 태양계 형성의 연혁과 안쪽 및 외측의 태양계(outer Solar System)의 휘발성 동위 원소 분리를 설명할 수 있다는 연구를 발표했다.
과학 저널”사이언스(Science)”에 실린 이 연구에서 연구 팀은 지구와 금성, 화성 같은 태양계 안쪽의 지구형 행성(terrestrial planets)과 목성 토성 천왕성 해왕성 같은 밖의 태양계의 몇가지 특징과 함께 소행성과 운석류의 구성을 설명할 수 있는 태양계의 형성과 구조에 대한 새로운 이론적 틀을 제시했다.
우리 태양계의 모습 태양 오른쪽에 지구를 포함한 안쪽 태양계 행성을, 왼쪽 위에 목성 토성 등 바깥쪽 태양계 행성을 표시했다.
WikiCommons / Harman Smith and Laura Generosa / NASA’s Jet Propulsion Laboratory 우리 태양계의 모습, 태양 오른쪽에 지구를 포함한 안쪽 태양계 행성을, 왼쪽 위에 목성, 토성 등 바깥쪽 태양계 행성을 표시했다.
WikiCommons / Harman Smith and Laura Generosa / NASA’s Jet Propulsion Laboratory
작고 건조한 행성들과 크고 습한 행성들 작고 건조한 행성들과 크고 습한 행성들
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연구팀의 이번 작업은 최근 천문학 발전, 즉 다른 태양계의 형성 과정 관측과 운석의 동위원소와 철분 및 수분 함유에 대한 실험실 실험과 분석을 반영하고 있다.
연구팀은 태양과 태양계의 첫 번째 형성 단계에서의 천체물리학과 지구물리학적 현상을 조합했으며, 이 이론에서 안쪽 태양계는 왜 작고 질량에 비해 물이 거의 없고 말라 있으며, 바깥쪽 태양계는 몸집이 커서 많은 물을 가지고 있는지 설명할 수 있다고 제안했다.
이 이론은 또 운석에 나타난 기록도 행성이 두 개의 다른 단계에서 형성됐다는 것을 설명할 수 있다는 것이다.
연구팀의 이번 작업은 최근 천문학 발전, 즉 다른 태양계의 형성 과정 관측과 운석의 동위원소와 철분 및 수분 함유에 대한 실험실 실험과 분석을 반영하고 있다.
연구팀은 태양과 태양계의 첫 번째 형성 단계에서의 천체물리학과 지구물리학적 현상을 조합했으며, 이 이론에서 안쪽 태양계는 왜 작고 질량에 비해 물이 거의 없고 말라 있으며, 바깥쪽 태양계는 몸집이 커서 많은 물을 가지고 있는지 설명할 수 있다고 제안했다.
이 이론은 또 운석에 나타난 기록도 행성이 두 개의 다른 단계에서 형성됐다는 것을 설명할 수 있다는 것이다.
연구팀의 새 이론에 따르면 지구와 화성, 금성 같은 태양계 안쪽의 지구형 원시행성은 초기에 강착돼 상당한 양의 방사성 붕괴열을 받아 속이 녹아 철심이 형성되는 한편 물 같은 휘발성 물질이 빠르게 날아가 크기는 작고 건조한 행성이 됐다.
이에 비해 목성, 토성, 천왕성, 해왕성과 같은 바깥쪽 태양계 행성들은 더 느리게 강착됐고 방사성 열도 적어 휘발성 물질 방출이 제한돼 대부분 그대로 유지됐으며 크기는 크고 습한 행성이 됐다는 것이다.
Mark A Garlick/markgarlick.com 연구팀의 새 이론에 따르면 지구와 화성, 금성과 같은 태양계 안쪽의 지구형 원시행성은 초기에 강착돼 상당한 양의 방사성 붕괴열을 받아 속이 녹아 철심이 형성되는 한편 물과 같은 휘발성 물질이 빠르게 날아가 버려 크기는 작고 건조한 행성이 됐다.
이에 비해 목성, 토성, 천왕성, 해왕성과 같은 바깥쪽 태양계 행성들은 더 느리게 강착됐고 방사성 열도 적어 휘발성 물질 방출이 제한돼 대부분 그대로 유지됐으며 크기는 크고 습한 행성이 됐다는 것이다.
Mark A Garlick/markgarlick.com
행성이 형성되는 초기 원시 행성 원반의 상상도. NASA 행성이 형성되는 초기 원시 행성 원반의 상상도. NASA
행성을 형성하는 원반에 대한 최근 관찰에 따르면 원반의 중앙을 지나는 면(midplanes)이 상대적으로 낮은 수준의 난류(turbulence)를 가질 수 있는 것으로 나타났다.
이러한 조건에서 원반의 가스에 있는 먼지 입자와 가스가 어는 궤도 지점(동결선, the snow line) 주변에 있는 물 사이의 상호작용에 의해 안쪽 태양계에서 미행성 조기 형성 폭발이 일어나고, 이어 바깥쪽 태양계 폭발이 일어나 멀리 퍼져 나갔다는 것이다.
미행성이 주변 원반에서 그리고 상호 충돌을 통해 물질을 더 많이 강착시킴으로써 두 개의 서로 다른 내외측 태양계를 만들어낸 에피소드는 원시 행성을 형성하는 내부 진화의 서로 다른 지구 물리학적 양상을 보여준다.
행성을 형성하는 원반에 대한 최근 관찰에 따르면 원반의 중앙을 지나는 면(midplanes)이 상대적으로 낮은 수준의 난류(turbulence)를 가질 수 있는 것으로 나타났다.
이러한 조건에서 원반의 가스에 있는 먼지 입자와 가스가 어는 궤도 지점(동결선, the snow line) 주변에 있는 물 사이의 상호작용에 의해 안쪽 태양계에서 미행성 조기 형성 폭발이 일어나고, 이어 바깥쪽 태양계 폭발이 일어나 멀리 퍼져 나갔다는 것이다.
미행성이 주변 원반에서 그리고 상호 충돌을 통해 물질을 더 많이 강착시킴으로써 두 개의 서로 다른 내외측 태양계를 만들어낸 에피소드는 원시 행성을 형성하는 내부 진화의 서로 다른 지구 물리학적 양상을 보여준다.
지난달 22일자 사이언스에 실린 논문. AAA/Science 지난달 22일자 ‘사이언스’에 실린 논문. AAAS / Science
은하계에서 태양계의 위치를 이해하는 길을 열다 은하계에서 태양계의 위치를 이해하는 길을 열다
논문의 제1저자인 옥스퍼드 대학 대기·해양·행성 물리학과 팀·리히텡바ー그(Tim Lichtenberg)박사는 연구 노트에 다음과 같이 서술했다.
미행성 개체군이 서로 다른 태양계를 형성한 시간에 간격이 생긴 것은 방사성 붕괴에 따른 내부 열 엔진이 크게 다른 점을 의미한다.
안쪽 태양계 미행성은 매우 뜨겁고 안에 마그마 바다가 발달해서 빨리 철심이 형성되며 초기의 휘발성 성분이 끊어져궁극적으로 건조한 행성 구성 요소이다.
이에 비해서 밖의 태양계 미행성은 나중에 형성될 것으로 실질적으로 내부 발열이 적고 그러므로 내부 철심 형성과(물 같은)휘발성 물질의 방출이 제한됐다.
리히텡바ー그 박사는 이어”초기에 형성되고 건조한 안쪽 태양계와 후에 형성되게 습한 밖의 태양계는 그것에 의해서 생성 초기부터 서로 다른 진화 과정을 밟게 됐다”이라며”이는 지구 같은 행성의 최초의 대기의 기원을 이해하고 은하계의 외계 행성 조사에서 우리 태양계의 위치를 확인하는 새로운 길을 열어 주었다”이라고 밝혔다.
한국 과학 창의 재단 과학 타임스의 김·변 희 객원 기자 [email protected]저작권자 2021.02.01ⓒ ScienceTimes