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방황하는 우주암은 행성 형성의 신비를 해결하는 데 도움이됩니다


2017 년에는 이상하게 불규칙한 궤도가 태양계를 통해 휩쓸려 가면서 이상한 모양의 바위가 도착했을 때 빨리 떠납니다. 천문학 자들은 곧 그것이 주변에서 온 것이 없다는 것을 깨달았습니다. 다트 보드의 동심 고리에 던져진 다트처럼 행성의 궤도 비행기를 뚫고 태양의 중력에 걸리기에는 너무 빨리 빠르게 움직였습니다. 그것은 또한 매우 어둡고 이상하게 길어 보였지만 너무 빠르기 때문에 많은 속성이 영원히 신비하게 남아있을 것입니다.

그러나 최초의 성간 소행성 인 물체는 지금까지 관찰 된 대상이 독특하지 않다는 것이 밝혀졌습니다. 드문 일이 아닐 수도 있습니다. 천문학 자들은 그와 같은 물체가 은하계를 자랑 할 수 있다는 것을 깨닫게됩니다.

'Oumuamua'로 지명 된 소행성의 출현은 천문학의 바다 변화에 대한 극적인 시연이었습니다. 태양계가 적어도 은유 적으로 진공 상태에서 존재하지 않는다는 인식. 행성은 섬이 아니며 별은 별개로 형성되지 않습니다. 코스모스는 거리를 가로 질러 상호 작용하는 것들로 가득 차 있으며, 연구자들이 오랫동안 연구자들이 오랫동안 인식 한 것보다 훨씬 더 큰 시간에 걸쳐 있습니다. 상상할 수 없을 정도로 성간 공간을 통해 흐르는 가스의 제트기에서``oumuamua 스타일의 행성 부스러기는 바람의 독자 씨앗처럼 흩어져 있습니다.

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이러한 실현은 천문학 자들이 스타 시스템의 형성에 대해 생각하는 방식을 바꾸고 있습니다. 예를 들어, 행성 시스템의 탄생을 연구하는 연구원들은 이전에 천체 물리학 가스 흐름과 같은 것을 고려하지 않았습니다. 데이비스 캘리포니아 대학교 (University of California)의 행성 과학자 인 사라 티 스튜어트 (Sarah T. Stewart)는“이전에는 차선에 머물 수있었습니다. 그러나 연구원들이 태양계 레시피를 리버스 엔지니어링함에 따라 이제는 우주 전역의 모든 재료를 함께 당기고 있습니다.

이 작품에서 나오는 새로운 아이디어는 다양한 엑소형 미스터리에 대한 잠재적 답변을 제공하기 시작했습니다. 예를 들어, 행성은 천체 물리학 자들이 가능한 생각보다 별의 삶에서 훨씬 일찍 부화하는 것으로 보인다. 또한, 거대한 행성은 비교적 적은 양의 가스와 먼지로 자라는 것처럼 보입니다. 그리고 천문학 자들은 지구보다 조금 더 큰 행성의 부족을 이해하려고 노력하고 있습니다.

행성 과학자들은 여전히 ​​행성이 어떻게 만들어 지는지에 대한 방탄 이해가 없다. 그들의 모델은 많고 불완전합니다. 그러나 이제는 이러한 다른 분야의 일부 아이디어의 조합으로 인해 연구원들은 행성 제작 과정에 대해 더 단단한 손잡이를 얻기 시작했습니다. Stewart는“우리가 한 가지 일에 정착하지 않았다는 사실”은 행성이 어떻게 만들어 졌는지에 대해“우리는 많은 새로운 것을 배웠기 때문입니다.”

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종자의 행성

작년에 스위스 회의에서‘Oumuamua, Michele Bannister 및 Susanne Pfalzner는 커피 휴식 시간 동안 함께 앉아있었습니다. 독일의 Jülich Research Center의 천문학자인 Pfalzner는 우연히 행성 형성 전문가 인 Bannister에게 물었다. 성간 공간의 일부 'Oumuamua와 같은 물체가 젊은 스타를 둘러싼 디스크를 통해 들어온 경우 어떻게 될까요? "디스크 에서이 모든 것들의 효과는 무엇입니까?" 그녀는 물었다. “성간 물체는 원형질의 디스크에 들어가면 어떻게합니까?”

‘Oumuamua에 관한 초기 논문 중 하나를 저술 한 Bannister는 1 분 동안 그것에 대해 생각했습니다. ‘Oumuamua의 길이는 약 100 미터입니다. Bannister는“우리는 서로를보고‘이것은 중요해졌습니다.’라고 생각했습니다. 쌍은 아이디어를 스케치하기 시작했습니다.

Queen 's University Belfast의 천문학자인 Bannister는“내가 이것을 많이 볼수록 누군가가 이것에 대해 아직 생각하지 않았다고 믿을 수 없었습니다.

4 월에 Astrophysical Journal Letters 에 출판 된 논문에서 , Bannister와 Pfalzner는‘Oumuamua와 같은 암석은 행성 형성의 촉매 일 수 있다고 주장합니다. 그들은 우주를 통해 항해하는 수십억의 물체가있을 것입니다. 젊은 별을 둘러싼 가스와 먼지의 희미한 봉투와 교차 할 때, 그것은 난기류와 전단을 유발하여 가스를 저어주는 가스를 유발하여 나중에 행성을 형성하는 패턴으로 조각 할 수 있습니다.

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또한 그들은‘Oumuamua와 같은 품목은 영주권자가되기 위해 적절한 속도로 움직일 수 있다고 주장합니다. 유아용 태양계는 이러한 성간 여행자들의 많은 수를 잡을 수 있습니다. 새 집 에서이 이민자들은 작은 자갈과 먼지 곡물을 모으기 시작하여 더 큰 물건으로 자랍니다. 그렇게함으로써, 그들은 구약을위한 빌딩 블록을 제공 할 것입니다.

“큰 양의 질량이 아닙니다. 디스크에 더 많은 존재가이를 유발할 수 있습니다.”라고 Pfalzner는 말했습니다. “씨앗 무대입니다. 당신은 거대한 나무를 키울 수 있지만 항상 작은 씨앗에서 시작합니다. 씨앗의 질량이 아닙니다. 당신이 원한다면 그것은 잠재력입니다.”

어떤 종류의 씨앗이 필요합니다. Atacama 대형 밀리미터/서브 밀리미터 어레이와 같은 망원경의 최근 관찰은 행성이 어린 별 주위에 매우 빠르게 형성됨을 보여주고 있습니다. Bannister는 천문학 자들이 행성 형성에 대해 알고있는 것에 근거하여 이상하게 보이지만 인터 로퍼가 도움을 줄 수 있다고 Bannister는 말합니다.

그러나 이러한 아이디어는 우주를 통해 항해하는‘Oumuamua와 같은 물체가 많이있을 경우에만 발생합니다. 직접 찾는 것은 거의 불가능합니다. 어둡고 작아서 달이없는 밤에 바다 위의 모기처럼 별에서 벗어났습니다. 그러나 많은 천문학 자들은 그들이 일반적이라고 믿습니다.

“‘Oumuamua‘Oumuamua를 보면, 그것이 우리 태양계의 첫 번째 성간 방문자가 아닙니다. 노스 캐롤라이나 주립 대학의 행성 지질 학자 인 폴 번 (Paul Byrne)은 말했습니다. "그리고 그것이 유일한 방법은 없으며, 아마도 그로드가있을 것입니다."

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최근의 작업은 간접적으로 그들이 실제로 일반적이라고 주장합니다. 2018 년에 연구원들은 다른 스타에서 시작될 수있는 8 개의 쌍곡 혜성을 확인했습니다. 그리고 4 월에 Amir Siraj와 그의 고문 인 Avi Loeb는 2014 년 지구의 대기에서 태어난 운석이 태양계 외부에서도 나왔다고 주장했다.

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Byrne은“그들이 당신이 물건을 누르기 시작할 수있는이 수단을 제공한다는 사실은 이것이 우리 가이 몸이 어떻게 자라는 지 이해하는 데 필요한 그럴듯한 일이어야한다는 것을 의미합니다.

Bannister는 행성 씨앗의 개념은 왜 아무도 은하계에서 가장 초기의 별 주위에서 극도로 고대 행성을 찾지 못한 이유를 설명 할 수 있다고 말했다. "은하의 초기 역사에서 우리는 씨앗이 충분하지 않았을 것"이라고 그녀는 말했다. “아마도 [행성]은 더 느리게 형성되었고 잠재적으로 효율성이 떨어졌습니다.”

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그러나이``Oumuamua와 같은 암석이 먼 과거의 행성이 드문 이유와 오늘날 행성이 왜 그렇게 빨리 형성되는지 두 가지를 설명 할 수 있다면, 새로운 질문을 제기하는 것입니다. 첫 번째 씨앗은 어디에서 왔습니까?

우주 충돌

난기류로 가득 차고 에디로 채워진 큰 두꺼운 디스크로 어린 별 주위의 가스와 먼지 소용돌이. 어쨌든, 공정 연구자들은 이해하지 못하는 과정 에서이 디스크의 먼지 곡물이 결합되어 연골이라고 불리는 밀리미터 크기의 암석 입자를 형성합니다. 이들은 태양계의 가장 일반적인 형태의 우주 암석과 지구에 떨어지는 가장 일반적인 형태의 운석에있는 주요 성분입니다.

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chondrites는 일반적이기 때문에, 행성이 위조되었을 때 연골은 일반적인 성분이었을 것입니다. 그들은 첫 번째 고체 중 일부였으며 태양계와 기본 빌딩 블록의 데이트를 돕습니다. 연구원들은 연골이 어떻게 모여 더 큰 연골을 형성하는지에 대한 아이디어를 가지고 있습니다. 그러나 오늘날의 최고의 컴퓨터 시뮬레이션과 다른 행성 시스템에 대한 가장 세밀한 관찰에도 불구하고 Chondruls가 어떻게 형성되는지에 대한 합의는 없습니다.

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마치 태양계가 수많은 벽돌 주택으로 만들어진 것처럼 보입니다. 연구원들은 벽돌이 모여 집을 짓는 과정을 이해합니다. 그러나 벽돌은 무엇입니까?

문제의 일부는 어떤 모델도 Chondrules의 모든 특성을 만족시킬 수 없다는 것입니다. 이 작은 화성 얼룩은 섭씨 약 2,000 도의 온도에서 갑자기 녹아서 태양계 형성의 최고의 모델이 재생산에 어려움을 겪고 있다는 극단적 인 상태입니다. 연골 형성에 대한 아이디어에는 번개가 포함됩니다. 일종의 자발적인 연소를 초래하는 화학 반응; 근처의 초신성 폭발로 인한 충격파; 자기장; ‘Oumuamua와 같은 행성의 충돌; 감마 레이 버스트; 그리고 여전히 별 형성 과정에서 여전히 녹은 행성의 따뜻함.

스튜어트는 또 다른 가능성을 제안합니다. 그녀는 폭력적이고 기화되는 충돌로 인한 가스 흐름은 녹은 암석의 가장 작은 방울을 함께 밀어 내기 시작할 수 있다고 말했다. 이 아이디어는 연구자들이 이전에하지 않았던 방식으로 천체 물리학과 행성 형성 과정을 결합한다는 점에서 독특합니다.

스튜어트는 Synestia라는 이상한 새로운 행성 단계를 연구했으며, 현재 캘리포니아 기술 연구소의 행성 과학자 인 Simon Lock은 2017 년에 달의 형성을 설명하기 위해 제안했습니다. Synestia는 푹신한 베이글 모양의 기화 된 암석 구름입니다. Synestia에서 지구와 달을 만든 재료는 철저히 혼합되었을 것입니다.

Stewart는 그녀의 코드 중 일부를 다루는 동안 비슷한 것이 연골 선구자를 함께 모아서 결국 응집력있는 반죽을 형성하는 자갈 비스킷 반죽과 같이 결합 할 수 있다는 것을 깨달았습니다.

이 과정은 어린 태양을 둘러싼 Planetesimals, 원시적 인 암석 조각으로 시작됩니다. 그들은‘Oumuamua와 같은 인터 로퍼 일 수 있습니다. 대안으로, 그들은 우리의 별이 태어난 직후에 형성되었을 수도 있습니다. 그들의 기원이 무엇이든, 그들은 풍부 할 것이며, 그들은 가스로 가득 찬 태양 성운 내부에서 서로 충돌 할 것이며, 상호 보장 된 파괴의 당구 게임에서

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이 원시적 행성이 충돌하면 기화가 나고 증기가 정지 태양 성운으로 확장 될 것입니다. 이 기화는 그러한 열과 힘으로 발생하여 비행기가 소리 장벽을 통과 할 때 비행기가 음파 충격파를 유발하는 방식과 유사하게 활 충격을 일으킬 수 있습니다. 활 충격은 성운 가스를 밀어내어 저압의 중앙 영역을 만듭니다. 그런 다음, 증기 깃털이 저압 의이 영역을 채우기 위해 무너지면서 가스 흐름은 기화 된 암석의 액 적을 함께 목격 할 것입니다. 증기 깃털 팽창과 그 이후의 붕괴는 연골의 크기와 일치하는 실리케이트 방울을 만듭니다.

스튜어트는“자갈을 함께 날려 버리기 위해 가스가 필요하므로 충돌하고 결합 할 수있다”고 Stewart는 말했다.

이 모든 것은 플래시로 발생합니다. 며칠에서 몇 주에 걸쳐 행성 타임 스케일에는 거의 숨을 쉬지 않습니다. 그러나이 일시적이고 폭력적인 과정은 우리의 태양계가 어떻게 형성되는지에 중요하다고 Stewart는 말했다. 그녀는 직접 가스의 역할과 그것이 기화 된 암석과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 인식이 없다고 지적했다.

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“내가 작업 할 때, 나는 그것을 계속보고,‘아, 나는 코드를 깨뜨 렸습니다!’,‘아니요, 잠깐만 요! 진짜 물리학입니다.”라고 그녀는 말했습니다. "아무도 가스에 넣지 않았기 때문에 우리가 전에 본 적이없는 미친 것들이있었습니다."

그녀는 3 월 휴스턴에서 열린 Lunar and Planetary Science Conference에서 초기 발견을 발표했지만 그녀의 결과는 아직 출판되지 않았습니다.

그러나 그녀의 chondrule 생성 아이디어가 작동하기 위해서는 Stewart는 여전히 초기 씨앗, 즉 성분을 만들기 위해 서로를 파괴하는 Planetesimals가 필요합니다. 이 씨앗이 나오는 곳은 나중에 연구를위한 질문이라고 Stewart와 그녀의 동료들은 말합니다. 아마도 태양계는‘Oumuamua-esque 씨앗으로 가득 차 있었을 것입니다. Bannister와 Pfalzner가 새로운 세대의 행성들 사이에서 일어날 수있는 것처럼.

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그럼에도 불구하고 스튜어트는 그녀가 그 일에 대한“AHA 응답”을 받았다고 말했다. “이것은 순수한 의미에서 발견 된 것입니다. 그 느낌이 오른쪽에있는 것이 있습니다.”라고 그녀는 말했습니다.

우주 연결

Chondrules와 Bannister에 대한 Stewart의 작업과 Plang Formation에 대한 Pfalzner의 아이디어는 우주에서도 모든 것이 연결되어 있다는 신흥 이해의 일부입니다. Pfalzner는“천체 물리학에서 엄청난 양의 다른 분야를 겪어야합니다.”라고 Pfalzner는 다음과 같이 말했습니다 :“성간 매체, 분자 구름, 별 형성, 주변의 디스크, 행성 형성.”

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LSST (Large Synoptic Survey Telescope)와 같은 미래의 관측소의 데이터는 다양한 크기 척도에서 생각할 필요성을 강화할 수 있습니다. LSST는 태양계에서 작은 자갈을 해결할 수있어 천문학 자들이 더 많은 'Oumuamua와 같은 물체를 찾을 수 있습니다. Byrne은“우리 태양계가 다른 태양계에서 나온 이러한 성간 조각이 가득 차면 다른 태양계가 떠 다니는 것이 있다면 정말 흥미 롭다고 생각합니다. “LSST는이 완전히 새로운 세계를 열어 줄 것입니다.”우리의 태양계를 시간과 공간에 걸쳐 우주의 다른 태양계에 연결하는 것.

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Bannister는“그 의미는 너무 재미있다”고 말했다.



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