태양계는 어떻게 만들어졌나? 태양계 형성의 가설들

고대부터 태양계의 형성에 대한 수많은 가설이 있었습니다. 대표적인 가설로는 성운 이론, 소용돌이 이론, 조석 이론, 행성 응집 이론(현대 성운 이론) 등이 있습니다. 성운 이론은 성운이 수축하여 태양계를 형성한다고 설명합니다. 그러나 이 가설은 오늘날 태양의 느린 자전을 설명할 수 없다는 문제가 있다. 한편, 소용돌이 이론과 조석 이론 모두 태양에서 떨어진 물질이 태양계를 형성했다고 설명합니다. 그러나 두 가지 가설 모두 태양의 물질이 행성으로 성장하기 전에 증발하기 때문에 행성을 형성하기 어렵다는 문제가 있다. 지금까지 밝혀진 태양계의 다양한 특성을 설명하는 가설은 행성 덩어리 이론이다. 행성 덩어리 이론과 성운 이론의 차이점은 성운 이론은 성운을 구성하는 전체 물질이 원반처럼 회전하지 않고 각각의 중심을 향해 모여 태양과 행성을 형성한다고 설명한다는 점입니다. 형성하는 동안 회전하고 결합하여 태양과 행성을 형성한다고 설명합니다.

1.     성운설

참고로 이 이론의 첫 번째 발명가 중 한 사람은 순수 이성에 대한 비판으로 유명한 철학자 임마누엘 칸트였습니다. 태양은 기체 물질로 이루어진 성운의 중심에서 형성되었고 그 주위에 남아 있던 물질이 합쳐져 행성을 형성했다는 이론이 있습니다. 현재 주류 천문학계에서 정통으로 받아들여지고 있는 행성 응집론의 시발점이 되는 이론이다.

2.     와동설

태양은 우주를 가득 채운 가상의 물질인 에테르를 통과합니다. 이 과정에서 생성된 소용돌이에 의해 태양의 일부 물질이 떨어져 나갈 때 행성이 형성되었다는 가설. 이 이론은 에테르 자체가 Michelson-Morley 실험에 의해 거부됨에 따라 폐기되었습니다.

3.     조석설

다른 별들은 태양 근처를 지나갈 때 서로에게 끌립니다. 이 과정에서 태양의 일부 물질이 떨어져 나와 행성을 형성했다는 이론이 있습니다.

4.     미행성 응집설

요약하면, 성운은 회전하면서 수축하여 태양과 함께 원반을 형성하고, 원반을 구성하는 물질이 모여 행성을 형성합니다. 2022년 현재 주류 천문학 커뮤니티는 이를 정통으로 받아들입니다. 이에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

-      볼프-레이에별의 항성풍에 의한 형성가설

한편, 우리 태양계뿐만 아니라 다른 항성계에 대해서도 보다 상세한 분광학적 조사가 가능하기 때문에 각 항성계가 가지고 있는 물질에 대한 통계적 비교연구가 가능하다. 태양계는 다른 항성계에 비해 무거운 원소가 풍부하여 초신성 폭발의 결과로 형성된 성운이라는 가설이 세워졌습니다. 그러나 보다 최근의 연구에 따르면 태양계는 초신성 폭발의 잔해로 생성된 항성계에 비해 중금속 비율이 너무 높아 단일 초신성 폭발로 생성된 것이 아니라 거대한 별이 생성된 것으로 나타났습니다. 첫 번째 초신성 폭발의 잔해 덩어리. 2차 초신성 폭발은 2세대 별의 폭발을 일으키고 2세대 별의 잔해가 뭉쳐 태양계를 형성하며 중원소가 축적되고 금속 비율이 높아졌다고 설명했다. 즉, 태양계는 3세대 별입니다. 문제는 이 기원설에도 동위원소 조성비의 이론적인 예측값과 태양계의 실제 비율이 잘 맞지 않는다는 점이다. 특히, 태양계의 무거운 원소 중 알루미늄-26은 특히 풍부하고 철-60은 매우 부족했습니다. 그러나 최근 이를 설명할 수 있는 이론이 제시되어 학계에서 많은 주목을 받고 있다. 초신성 폭발이 아니라 볼프-레이에 별의 항성풍에 의해 형성되었다는 가설이 있습니다. Wolf-Rayet 별은 질량이 태양의 약 20배인 주계열성의 마지막 진화 단계입니다. 태양과 비슷한 질량을 가진 별에서는 표면이 팽창하고 냉각되어 적색 거성이 됩니다. 항성풍이 떨어지지 않아 복사압이 증가하고 항성풍이 강해지기 때문에 팽창 과정에서 가해지는 중력이 약해져서 태양풍을 통해 태양이 잃는 질량의 10억 배의 질량 손실이 발생한다. 매년 물질을 성간 공간으로 보냅니다. 가지다. 이것은 초신성 폭발이 아님에도 불구하고 성운의 형태로 팽창된 가스 층을 생성합니다. 이 Wolf-Rayet 별의 항성풍 스펙트럼을 통계적으로 조사한 결과, 생성된 성운과 달리 알루미늄-26이 풍부하고 철-60이 부족한 태양계의 상황을 설명할 수 있다는 이론이 있다. 초신성 폭발에 의해. 이 볼프-레이에 별의 항성풍에 의한 가스층에 의해 태양계가 형성되었다는 이론이 천문학자들의 관심을 끌고 있다.

-      초신성 폭발로 형성된 성운에 의한 형성 가설

적색 왜성을 제외한 주계열성은 거성으로 팽창하여 질량에 따라 다르게 죽는다. 위의 행성 응집 이론의 핵심은 태양과 태양계가 자체 중력에 의해 분자 구름처럼 수축하고[11], 수소 원자는 수축 과정에서 고압으로 뭉쳐지며 이 압력이 찬드라세카르 한계를 밀어낸다는 것이다. 그것이 뚫리면 핵융합이 가능하고 태초의 태양이 형성된다. 그 동안 나머지 성운 가스는 원시태양을 중심으로 회전하며 평형에 가까운 원심력과 구심력을 가진 물질이 원시행성 원반을 형성하고 원시태양의 극에서 양극성 유출이 분출된다. 시간이 지남에 따라 원반의 물질이 합쳐져 행성을 형성합니다. 태양성운 내부의 밀도차 등 '태양을 중심으로 회전하여 원반을 형성'한 이유에 대해서는 다양한 추측이 있지만 이 부분을 명확히 설명할 가설은 없다. 그러나 우주의 특정 공간에서 발생하는 다양한 힘의 방향이 다르기 때문에 이러한 서로 다른 방향에 따라 토크[13]가 발생하고 이에 따른 각운동량은 수축 단계에서 증가한다. 그러나 각운동량이 너무 크면 행성을 형성하기 어려우므로 이를 빼는 메커니즘이 있으며, 이러한 다양한 메커니즘에 의해 형성된다고 설명된다. 태양으로부터 4AU 이내의 행성은 태양으로부터 복사열을 받기 때문에 구성 분자의 운동 에너지가 증가하고 높은 운동 에너지에 따라 빠른 속도를 갖는다. 그들은 행성의 중력을 극복하고 탈출하기 때문에 가벼운 분자는 행성의 중력을 벗어나 행성에 무거운 분자만 남게 됩니다. 즉, 더 무거운 분자는 상대적으로 느리고 중력에 의해 갇힌 상태로 남아 있습니다. 이렇게 형성된 행성은 지구형 행성이다. 4AU 밖의 행성은 상대적으로 태양열을 덜 받기 때문에 분자 속도는 지구형 행성의 분자 속도보다 낮습니다. 그 결과, 지구형 행성에는 없는 가벼운 분자를 구성 요소로 가질 수 있게 되었고, 이 행성들은 목성 행성입니다. 반면에, 우주에는 무거운 분자보다 가벼운 분자가 훨씬 더 많기 때문에 목성 행성은 지구형 행성보다 훨씬 큽니다. 또한, 행성은 주변 물질을 흡수하여 점차적으로 확대되는데, 예를 들어 명왕성 시대 원시 지구와의 거대 충돌 가설의 테이아(Theia)와 같이 궤도상의 라그랑주 점을 중심으로 공전하는 행성은 궤도를 변경하고 큰 충돌을 일으켜 다른 천체를 지배하는 행성계가 나타났고 현재의 형태가 나타났습니다. 물론 이 현상도 현재 진행형이다. 예를 들어, 카이퍼 벨트에 있는 눈사람 모양의 천체인 아로콧의 경우 서로 공전하며 느린 속도로 정면으로 충돌합니다. 일종의 접점 바이너리 형식이 유지됩니다. 이 곡예 형성 과정의 결과로, 2020년에 행성이 점차적으로 합쳐져 행성을 형성할 것이라는 이론이 발표되었습니다. 형성 이론에 관한 기사, NASA에서 공개한 acrocots의 형성 동영상 물론 이것은 느린 속도로 정면 충돌의 한 예입니다. 위의 거대충돌가설에서 테이야와 같이 달을 생성할 정도로 큰 충돌이 있는 경우가 있고, 금성과 같이 회전축의 방향이 반전되는 경우도 있고, 천왕성처럼 회전축을 기울입니다.