태양과 함께 중앙에서 시작하십시오. 우리의 중년 별은 대부분의 것보다 더 온화 할 수 있지만, 그렇지 않으면 눈에 띄지 않습니다. 그러나 행성은 또 다른 이야기입니다.
첫째, Mercury :완전히 맹세 한 행성보다 더 많은 내부는 아마도 외상 적 충돌로 외부 층을 잃어 버렸을 것입니다. 다음으로 금성과 지구, 어떤면에서는 쌍둥이가 있지만 이상하게도 하나만 비옥합니다. 그런 다음 머큐리와 달리 층을 잃지 않은 화성이 있습니다. 방금 성장을 멈췄습니다. 화성을 따라, 우리는 남은 바위의 넓은 고리를 가지고 있으며, 상황이 바뀝니다. 갑자기 목성이 있기 때문에 우리 스타의 창조물에서 남은 자료의 대부분을 포함하여 실제로 반쯤 구운 태양이 있습니다. 과거는 토성, 천왕성, 해왕성 등 세 가지 세상에 가스와 얼음으로 만들어졌습니다. 4 개의 가스 거인은 같은 별, 같은 별, 거의 같은 별에서 거의 같은 시간에 형성 되었음에도 불구하고 4 개의 바위 행성과 거의 공통점이 없습니다. 태양계의 8 개 행성에는 퍼즐이 있습니다. 왜 이런?
이제 태양을 지나서 너머로 바라보십시오. 별 대부분은 자신의 행성을 항구합니다. 천문학 자들은이 먼 스타와 플랜트 시스템을 수천 개를 발견했습니다. 그러나 이상하게도, 그들은 지금까지 우리와 비슷한 것을 발견하지 못했습니다. 그래서 퍼즐은 더 어려워졌습니다. 왜 이것들과 왜 그런가?
외계 행성의 붓기 카탈로그는 먼 먼지가 많은 행성 보육원 및 자체 태양계의 새로운 데이터를 관찰하면서 더 이상 행성이 만드는 방법에 대한 고전적인 이론과 일치하지 않습니다. 수십 년 전의 모델을 포기 해야하는 행성 과학자들은 이제 세계 제작에 대한 웅장한 통일 이론이 없을 수도 있습니다. “물리 법칙은 어디에서나 동일하지만 행성을 짓는 과정은 시스템이 혼란스러워 질 정도로 충분히 복잡하다”고 말했다.
그럼에도 불구하고, 그 결과는 새로운 연구를 애니메이션하고 있습니다. 세계 건설의 혼란 속에서 패턴이 등장하여 천문학 자들이 강력한 새로운 아이디어로 이끌었습니다. 연구팀은 먼지와 조약돌 어셈블리 규칙과 일단 합쳐진 후 행성이 어떻게 움직이는지를 해결하고 있습니다. 치열한 토론은 각 단계의 타이밍에 대한 분노와 신진 행성의 운명을 결정하는 요인에 대해 분노합니다. 이 논쟁의 넥서스에는 인간이 스스로에게 물었던 가장 오래된 질문 중 일부가 있습니다. 우리는 어떻게 여기에 도착 했습니까? 여기에 다른 곳이 있습니까?
별과 그 acolytes가 태어났습니다
천문학 자들은 거의 300 년 동안 태양계 기원의 기본 개요를 이해했습니다. 많은 깨달음 사상가들을 좋아하는 독일의 철학자 인 임마누엘 칸트 (Immanuel Kant)는 1755 년에 거의 정확한 이론을 발표했다. “모든 일의 기원에서 우리 태양계, 모든 행성 및 혜성에 속하는 구체를 구성하는 모든 문제는 기본 기본 자료로 분류되었습니다.”
.실제로, 우리는 가스와 먼지의 확산 구름에서 나옵니다. 4 살 반년 전, 아마도 지나가는 별이나 초신성의 충격파에 의해 멍청한 구름은 자체 중력으로 무너져 새로운 별을 형성했습니다. 우리가 정말로 이해하지 못하는 것이 나중에 내려진 방법입니다.
해 가지면 잉여 가스가 그 주위에 소용돌이 쳤다. 결국 행성이 그곳에 형성되었습니다. 이를 최소 질량 태양 성운으로 알려진 고전적인 모델은 충분한 수소, 헬륨 및 무거운 요소로 채워진 기본적인 "원형 성형 디스크"를 구상하여 관찰 된 행성 및 소행성 벨트를 만들었습니다. 1977 년으로 거슬러 올라가는이 모델은 행성이 오늘날 우리가 보는 곳에서 작은“행성”으로 시작하여 현장에서 모든 잎을 소비하는 메뚜기와 같은 지역의 모든 재료를 통합했다고 가정했습니다.
.뮌헨의 Ludwig Maximilian University의 Astrophysicist이자 현장에 관한 최근의 검토 장의 저자 인 Joanna Dr주는“이 모델은 어떻게 든 태양열 디스크가 Planetesimals로 가득 차 있다고 가정했습니다. “사람들은 작은 물건을 고려하지 않았습니다 - 먼지, 자갈도 없습니다.”
천문학 자들은 가스에 의해 밀려 난 먼지 곡물이 더미로 표류했을 것이기 때문에 행성이 생겨 났다고 모호하게 추론했다. 고전적인 모델은 태양 성운 전체에 무작위로 흩어져 있었고, 물리학 자들이 전력법이라고 부르는 크기의 통계적 분포를 가지고 있었는데, 이는 큰 것보다 작은 것보다 더 작은 것이 있음을 의미합니다. Morbidelli는“불과 몇 년 전, 모든 사람들이 성운 전체에 전력법으로 배포되었다고 가정하고있었습니다.”라고 Morbidelli는 말했습니다.
이 변경은 칠레의 아타 카마 사막에있는 소수의 은색 파라 볼라를 제공했습니다. 아타 카마 큰 밀리미터/서브 밀리미터 어레이 (ALMA)는 신생아 별 주변의 먼지 곡물과 같은 시원한 밀리미터 크기의 물체에서 빛을 감지하도록 설계되었습니다. 2013 년부터 Alma는 새로운 별 주위의 흐릿한 디스크에 추정 행성이 포함 된 깔끔하게 조각 된 유아 스타 시스템의 멋진 이미지를 포착했습니다.
천문학 자들은 이전 에이 디스크를 매끄러운 후광으로 상상하여 별에서 멀어지면서 바깥쪽으로 확장 될 때 더 확산되었습니다. 그러나 앨마는 토성의 고리와 같이 깊고 어두운 틈이있는 디스크를 보여 주었다. 아크와 필라멘트가있는 다른 사람들; 그리고 일부는 미니어처 은하와 같은 나선을 포함합니다. 콜로라도 주 볼더에있는 Southwest Research Institute의 천문학자인 David Nesvorny는“앨마는 분야를 완전히 바꿨습니다.
앨마는 행성 형성의 고전적인 모델을 반증했다. Dr주는“우리는 이제 그것을 거부하고 완전히 다른 모델에 대해 생각하기 시작해야합니다. 관찰 결과는 디스크를 통해 원활하게 분산되지 않고 먼지가 좋아하는 것처럼 특정 장소에서 먼지가 수집되는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 일부 먼지는 아마도 물이 얼어 붙는 별과의 거리 인“스노 라인”에서 뭉칠 것입니다. 최근 캘리포니아 기술 연구소 (California Institute of Technology)의 천문학자인 Morbidelli와 Konstantin Batygin은 먼지는 또한 규산이 증기 대신 방울을 형성하는 응축선에서 뭉친다고 주장했다. 이 응축선은 아마도 교통 체증을 일으켜 먼지가 별을 향해 떨어지는 속도를 억제하고 쌓을 수 있습니다.
Morbidelli는“새로운 패러다임입니다
먼지에서 행성까지
앨마가 먼지가 발생하는 곳을 보여주기 전에도 천문학 자들은 행성, 특히 거대한 행성을 형성 할 수있을 정도로 빠르게 쌓일 수있는 방법을 이해하기 위해 고군분투하고있었습니다. 유아의 태양을 둘러싼 가스는 약 1 천만 년 안에 소산되었을 것입니다. 즉, 먼지는 해 가지는 직후 목성의 핵심을 형성해야한다는 것을 의미합니다. 목성에 대한 주노 임무는 거대한 지구가 아마도 푹신한 코어를 가지고 있음을 보여 주었다. 그러나 어떻게?
2000 년 이후 천문학 자에게 분명한 문제는 난류, 가스 압력, 열, 자기장 및 기타 요인이 먼지가 깔끔한 경로에서 태양을 공전하거나 큰 더미로 표류하는 것을 방지한다는 것입니다. 더욱이, 큰 덩어리는 중력으로 태양으로 끌려 갈 것입니다.
2005 년 Princeton University의 Andrew Youdin과 Jeremy Goodman은 솔루션을 향한 먼지 덩어리에 대한 새로운 이론을 발표했습니다. 그들은 태양이 발화 된 지 몇 년 후, 별 주위에 가스가 흐르는 가스가 헤드 윈드를 형성하여 먼지가 덩어리에 모여 덩어리가 별에 떨어지는 것을 막았다. 원시 먼지 토끼가 커지고 밀도가 높아짐에 따라 결국 그들은 자신의 중력 아래에서 소형 물체로 무너졌습니다. 스트리밍 불안정성이라고하는이 아이디어는 이제 밀리미터 크기의 먼지 곡물이 어떻게 큰 암석으로 변할 수 있는지에 대한 널리 받아 들여지는 모델입니다. 이 메커니즘은 약 100km를 가로 질러 행성을 형성 할 수 있으며, 이로 인해 충돌로 서로 병합됩니다.
그러나 천문학 자들은 여전히 목성과 같은 훨씬 더 큰 세계의 창조를 설명하기 위해 고군분투했습니다.
2012 년 스웨덴의 Lund University에있는 Anders Johansen과 Michiel Lambrechts는 Pebble Accretion이라는 행성 성장에 대한 변화를 제안했습니다. 그들의 생각에 따르면, 행성 배아는 스트리밍 불안정성을 통해 발생하는 난쟁이 행성 세레스의 크기를 빠르게 성장시킨다. 중력과 드래그는 텔라 디스크에서 먼지 곡물과 자갈 이이 물체들에 나선형을 일으킬 수 있습니다.
페블 accretion은 이제 가스 거대 코어가 어떻게 만들어 지는지에 대한 선호 이론이며, 많은 천문학 자들은 그 알마 이미지에서 일어날 수 있다고 주장하여 별이 태어난 후 처음 몇 백만 년 동안 거대한 행성이 형성 될 수 있다고 주장합니다. 그러나 태양 근처의 작은 지상 행성과의 이론과 관련이있는 것은 논란의 여지가 있습니다. Johansen, Lambrechts 및 5 개의 공동 저자는 작년에 내부 분류 자갈이 어떻게 금성, 지구, 화성 및 Theia의 성장을 촉진했는지를 보여주는 연구를 발표했습니다. 그러나 문제는 남아 있습니다. 로체스터 대학교의 천문학 자 미키 나카 지마 (Miki Nakajima)는 페블 accretion은 지구-진수를 형성하는 데 중요한 과정이었던 거대한 영향에 대해 많이 말하지 않는다고 말했다. "조약돌이 발생하는 것은 매우 효율적이고 고전적인 모델의 문제를 피하는 좋은 방법이지만 행성을 만드는 유일한 방법은 아닙니다."라고 그녀는 말했다.
Morbidelli는 지구 화학 샘플이 오랜 기간 동안 지구가 형성되었음을 시사하고, 운석이 광범위하게 다양한 연령대의 암석에서 나오기 때문에, 지구 화학적 샘플은 바위가 많은 세계를 형성하는 자갈의 아이디어를 거부합니다. "이것은 위치의 문제"라고 그는 말했다. “과정은 환경에 따라 다릅니다. 왜 안돼? 나는 그것이 질적 의미가 있다고 생각합니다.”
연구 논문은 행성 성장의 초기 단계에 대해 거의 매주 나타나며, 천문학 자들은 태양 성운의 정확한 축합 지점에 대해 논쟁하고있다. Planetesimals가 행성에 떨어지는 고리로 시작하는지 여부; 스트리밍 불안정성이 시작될 때; 그리고 조약돌이 할 때, 그리고 어디에서. 사람들은 먼 별 주위의 지상 행성은 물론 지구가 어떻게 지어 졌는지에 대해 동의 할 수 없습니다.
이동 중
밤하늘의 5 개의 방랑자 (수성, 금성, 화성, 목성 및 토성)는 대부분의 인류 역사 에서이 세계 외에 유일하게 알려진 세계였습니다. Kant가 자신의 성운 가설을 발표 한 지 26 년이 지난 후 William Herschel은 또 다른 방랑자를 발견하고 천왕성이라고 불렀습니다. 그런 다음 Johann Gottfried Galle은 1846 년에 Neptune을 발견했습니다. 1 세기 반 후에 알려진 행성의 수가 갑자기 총에 맞았습니다.
1995 년 제네바 대학교의 Didier Queloz와 Michel 시장이 51 Pegasi라는 햇볕에 쬐인 별에서 망원경을 가리키고 흔들리는 것을 발견했을 때 시작되었습니다. 그들은 머큐리가 우리의 태양보다 더 가까운 거대한 행성에 의해 잡아 당겨지고 있다고 추론했다. 곧,이 충격적인“뜨거운 목이”의 더 많은 것들이 다른 별을 공전하는 것을 보았습니다.
Kepler Space 망원경이 2009 년에 렌즈를 열린 후 외계 행성 사냥이 시작되었습니다. 이제 우리는 우주에 행성이 뿌려 졌다는 것을 알고 있습니다. 거의 모든 별에는 적어도 하나 이상이있을 것입니다. 그러나 대부분은 우리에게 부족한 행성을 가지고있는 것 같습니다. 예를 들어 뜨거운 목이, 지구보다 크지 만 해왕성보다 작으며“슈퍼 아이어스”또는“하위-펙 튜네스”라는 별명을 짓지 않는 중형 세상의 클래스입니다. 우리와 비슷한 별 시스템은 발견되지 않았으며, 태양 근처에 4 개의 작은 바위 행성이 있고 4 개의 가스 거인이 멀리 떨어져 있습니다. 미시간 주립 대학의 천문학자인 세스 제이콥슨 (Seth Jacobson)은“이것은 우리 태양계에 독특한 것 같습니다.
근본적으로 다른 행성 구조를 통일 할 수있는 아이디어 인 Nice Model을 입력하십시오. 1970 년대에 아폴로 우주 비행사들이 수집 한 암석의 지구 화학적 분석은 달이 39 억 년 전 소행성에 의해 폭행되었다고 제안했다. 2005 년 , 이 증거에서 영감을 얻은 Morbidelli와 Nice의 동료들은 목성, 토성, 천왕성 및 해왕성이 가장 초기의 태양 성운 모델이 개최 된 것처럼 현재 위치에서 형성되지 않았지만 대신 약 39 억 년 전에 이동했다고 주장했습니다. 멋진 모델 (이론이 알려지면서)에서 거대한 행성은 당시 궤도를 격렬하게 바꾸어 내부 행성으로 소행성 대홍수를 보냈습니다.
늦은 폭격에 대한 증거는 더 이상 설득력있는 것으로 간주되지 않지만 멋진 모델이 멈췄습니다. Morbidelli, Nesvorny 및 다른 사람들은 이제 자이언츠가 아마도 그들의 역사에서 더 일찍 이주했을 것이라고 결론을 내렸다.
다시 말해서, 우리는 태양계에서 운이 좋았을 것입니다. 여러 거대한 행성이 서로를 점검하여 유지하여 햇볕에 흔들리고 바위 같은 행성을 파괴하지 않았습니다.
Cornell University의 천문학 자 조나단 루닌 (Jonathan Lunine)은“그 과정을 체포 할 것이 없다면, 우리는 주로 호스트 스타들과 가까운 거대한 행성으로 끝날 것입니다. “내부 이주가 실제로 고립 된 거인 행성의 성장에 필요한 결과입니까? 그 이주를 체포 할 수있는 여러 거대한 행성의 조합은 무엇입니까? 큰 문제입니다.”
Morbidelli에 따르면, 거대한 평면사 이주의“타이밍에 대한 치열한 논쟁”이 있으며, 실제로 자라서 파괴를 위협하기보다는 바위 행성을 키우는 데 실제로 도움이 될 가능성이 있습니다. Morbidelli는 방금 5 년간의 프로젝트를 시작하여 태양의 형성 직후 불안정한 궤도 구성이 바위가 많은 유물을 휘젓는 데 도움이되었을 지 여부를 연구하여 지상 세계를 동원하는 데 도움이되었을 것인지
많은 연구자들은 많은 연구자들이 거대한 행성을 생각하고 그들의 이주는이 태양계와 다른 사람들에서 바위가 많은 형제들의 운명에 큰 영향을 줄 수 있다는 것입니다. 목성 크기의 세계는 소행성을 주위로 옮기는 데 도움이되거나 형성되는 지상 세계의 수를 제한 할 수 있습니다. 이것은 화성의 작은 키를 설명하기위한 주요 가설입니다. 그것은 지구 크기로 더 커 졌을 것입니다. 그러나 목성의 중력 영향은 재료의 공급을 차단합니다. Kepler Telescope Harbor Super-Earths가 밀접한 궤도로 연구 한 많은 별들은 과학자들이 거대한 행성을 더 멀리 동반 할 수 있는지 여부에 대해 나뉘어진다. 애리조나 대학교 (University of Arizona)의 대학원생 인 레이첼 페르난데스 (Rachel Fernandes)는 팀은 두 외계 행성 유형 사이의 상관 관계와 반 상관 관계를 설득력있게 보여 주었다고 말했다. 이것은 아직 충분한 데이터가 없음을 나타냅니다. "이것은 회의에서 정말 재미있는 것들 중 하나입니다."라고 그녀는 말했습니다. "당신은‘그렇습니다. 서로 소리 지르지 만 어떤 과학이 더 나은가요?’
리바운드 행성
최근 Jacobson은 Nice Model Migration의 타이밍을 근본적으로 변화시키는 새로운 모델을 제시했습니다. 자연 에 4 월에 출판 된 논문에서 , 그는 중국에있는 중국에있는 봉지 대학교의 베이 베이 리우 (Beibei Liu)와 프랑스 보르도 대학 (Sean Raymond)의 션 레이몬드 (Sean Raymond)는 가스 흐름 역학이 거대한 행성이 원래의 멋진 모델보다 100 배 일찍, 아마도 지구 자체가 일어 났을 때만 수백만 년 만에 이주했을 수도 있다고 주장했다.
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새로운 모델에서 행성은“반등”되어 태양이 디스크의 가스를 따뜻하게하고 망각으로 날려 버렸을 때 들어가서 뒤로 물러났습니다. 이 반등은 베이비 거인 행성이 따뜻한 가스 디스크로 목욕을 할 때 스타에 더 가깝게 밀집된 가스를 향해 내부 당김을 느끼고 가스에서 더 멀리 떨어진 가스에서 바깥쪽으로 끌려 가기 때문입니다. 안쪽 당김이 더 커서 아기 행성은 점차 별에 더 가깝게 움직입니다. 그러나 가스가 출생 후 몇 백만 년 후 가스가 증발하기 시작한 후에 균형이 바뀝니다. 더 많은 가스가 별에 비해 지구의 먼쪽에 남아 있으므로 지구는 다시 끌려갑니다.
반등은“시스템에 상당히 큰 충격입니다. Jacobson은 말했습니다. "그러나 이것은 거대한 행성의 [특징]을 그들의 성향과 편심 측면에서 설명하는 데 큰 역할을합니다." 또한 다른 스타 시스템에서 볼 수있는 뜨거운 목이이기가 불안정한 궤도에 있다는 증거도 추적합니다.
응축선, 자갈, 마이그레이션 및 리바운드 사이에서 복잡한 이야기가 형성되고 있습니다. 그럼에도 불구하고 지금은 일부 답변이 숨어있을 수 있습니다. 행성 찾기 전망대의 대부분은 호스트 별에 가까운 궤도를 돌리는 행성을 켜는 검색 방법을 사용합니다. Lunine은 Planet Hunters가 우주를 통한 별의 움직임을 측정하는 것을보고 싶다고 말했다. 그러나 그와 다른 사람들은 2027 년에 출시 될 Nancy Grace Roman Space 망원경에 가장 흥분합니다. Roman은 Microlensing을 사용하여 배경 별의 빛이 전경 별과 행성의 중력으로 뒤틀리는 방식을 측정합니다. 이를 통해 망원경은 지구와 토성 사이에 궤도 거리가있는 행성을 포착 할 수 있습니다.
Nesvorny는 모델러가 코드를 계속 땜질하고 Planetesimals가 합쳐진 곳에서 역할을 할 수있는 입자 분포, 얼음선, 응축 지점 및 기타 화학의 미세한 지점을 이해하려고 노력할 것이라고 말했다. "이를 자세히 이해하는 데 수십 년이 걸릴 것"이라고 그는 말했다.
시간은 문제의 본질입니다. 인간의 호기심은 무한할 수 있지만, 우리의 삶은 짧고 행성의 탄생은 지속됩니다. 프로세스가 전개되는 것을 보는 대신 다른 지점의 스냅 샷 만 있습니다.
Caltech Astronomer 인 Batygin은 행성을 역전시키는 데 어려움을 겪는 노력을 비교했습니다. Batygin은“개미는 별보다 훨씬 더 복잡합니다. “당신은 별을 아주 좋은 세부적으로 포착하는 코드를 작성하는 것을 완벽하게 상상할 수 있습니다. … 행성 형성에서 우리는 개미와 별 사이에 있습니다.”
