목성과 토성의 시야는 아름다운 것입니다

오늘 12 월 21 일, 목성과 토성은 하늘에서 서로 매우 가까이 나타날 것입니다. 이와 같은“결합”은 항상 발생하지만, 우리에게는 지구상에서 행성이 여전히 50 억 킬로미터 이상 떨어져 있기 때문에 우리의 관점에서 행성은 거의 만질 수 있기 때문에 특별합니다.

결합은 우리의 우주 문화 유산과 가스 거인에 의해 주조 된 긴 그림자를 반영하기에 좋은시기입니다. 결국 목성과 토성은 지구의 성장과 진화에 영향을 미쳤습니다. 증거는 약 45 억 년 전에 지구의 진화 경로를 선택한 적어도 3 차례가 있었음을 시사합니다. 오늘날 우리가 알고 사랑하는 지구를 형성하는 데 도움이됩니다.

Wee Infant Earth는 그곳에 자라고 앉아있었습니다
바위가 많은 것들이 날아가고 충돌하고 빛납니다.
하지만 태양과는 거리가 멀다.
자이언츠는 감동했다. 보는 힘!

행성은 소용돌이 치는 가스와 먼지가 어린 별 주위에 자랍니다. 우리는 가장 큰 망원경, 특히 거대한 무선 망원경 Alma로 촬영 한이 디스크의 이미지를 가지고 있습니다. 다음은 Alma의 고전 중 하나입니다.

목성은 성장하는 지구를 굶주 렸습니다. 이것은 나쁜 것처럼 들릴지 모르지만 목성이 없으면 지구는 아마도 거대한“슈퍼 고리”가되어 태양과 가까운 로스팅 궤도 위로 안쪽으로 움직일 것입니다. 인생에 좋지 않습니다.

행성은 먼지에서 자랍니다. 그것은 디스크에서 표류 한 다음 행성의 실제 빌딩 블록 인 100km 규모의 "Planetesimals"를 형성하기 위해 쌓입니다. 이것을 Star Wars의 감자 모양의 소행성과 같이 생각하십시오. - 더 크고 더 멀리 떨어져 있고 거대한 우주 슬러그가 없습니다. Alma 이미지의 고리는 모래 크기의 먼지가 쌓여 있으며,이 물체들이 지금 형성 될 수 있습니다.

Planetesimals는 서로를 강타하고 먼지를 안쪽으로 쓸어 넘겨서 더 자랍니다. 성장하는 행성이 충분히 커지면 표류하는 먼지를 차단할뿐만 아니라 굶주릴뿐만 아니라 먼지가 태양에 가까워지는 행성에 도달하는 것을 막는 것입니다. 이 행성은 외부 태양계에서 유래 한 새로운 먼지로 자체 확장으로 계속 성장할 수 있습니다.

목성의 성장하는 핵심 (지구 질량의 약 10 배)가 정확히 그 일을 해왔습니다. 먼지의 흐름을 막기에 충분히 빠르고 빠르게 자랐습니다. 과학자들은 목성의 핵심이 지구의 핵심보다 훨씬 빠르게 형성된 이유를 정확히 알지 못하지만, 그 이유는 목성이 태양에서 더 형성되기 시작했다는 사실과 관련이있을 것입니다. 

운석은이 아이디어를 뒷받침합니다. NASA 컬렉션의 수천 개의 운석은 동위 원소, 즉 다른 수의 중성자를 가진 동일한 요소의 상대적인 양을 기반으로 두 주요 클래스로 나눌 수 있습니다. 이 운석은 디스크 내에서 실제로 빠르게 표류하기에 적합한 크기의 먼지로 만들어졌습니다. 그러나 두 가지 유형의 운석은 혼합되지 않았습니다. 왜 안 돼? 목성의 먼지 차단 코어.

우리의 시스템은 깔끔하게 두 개로 얇게 썰었습니다
목성의 핵심이 먼지가 흘러 들어가면서 멈췄을 때.
그렇지 않다면 지구는 계속 성장했을 것입니다.
그리고 태양에 너무 가까워서 우리는 빛나고있을 것입니다!

목성과 토성은 또한 화성의 성장을 방해했습니다. 붉은 행성은 많은 언론을 얻지 만 런트입니다. 화성은 가장 가까운 이웃 지구보다 9 배 덜 거대합니다. 수십 년의 컴퓨터 시뮬레이션 (1970 년대 후반부터 시작)은 외부 섭동없이 화성이 지구처럼 커질 수 있었을 것임을 보여주었습니다.

그렇다면 왜 화성이 더 크지 않습니까? 거기에는 몇 가지 다른 아이디어가 있습니다. 한 시나리오 (그랜드 태클이 이루어 졌음)는 목성의 궤도 이동 또는 "마이그레이션"이 커지면서 자랐습니다. 그 자체로 목성은 안쪽으로 이동했을 것입니다. 아마도 다른 별 주변의 목성 질량 행성의 대부분이 발견되는 지구의 궤도에 가까운 곳에있을 것입니다.

이곳은 토성이 들어오는 곳입니다. 목성과 토성은 함께 내부 대신 바깥쪽으로 이동합니다. 이것은 두 개의 가스 거인이 동일한 디스크에서 서로 가까이있을 때 발생하는 깔끔한 유체 역학적 효과이며, 내부는 외부보다 더 거대합니다. 가스의 흐름은 내부 행성의 궤도에 파이프 업 인테리어를 생성하여 두 행성을 바깥쪽으로 밀어 넣는 역할을합니다. 두 명의 좋은 친구와 마찬가지로, 그들은 흐름에 맞서고 바깥쪽으로 이동할 수있는 곳이있는 반면, 각각은 스스로 안쪽으로 마이그레이션 할 것입니다.

목성과 토성의 이주는 화성의 수유 구역을 비우고 성장을 방해했습니다. 이주가 이주가 바뀌면서 (항해 전문 용어에서“태클”) 일찍 가스 거인들은 지구의 성장을 방해하지 않았을 것입니다. 

공룡과 마찬가지로 토성과 목성이 돌아 왔습니다
그들은 인간이 집으로 부르는이 시스템을 조각했습니다
그들의 궤도는 먼저 줄어들고 이동하고 자랐습니다.
우리 지구는 그들이 쟁기질 한 바위로 지어졌습니다.

우리는 거의 400 광년 떨어진 다른 시스템에서 비슷한 것을 관찰하고있을 수 있습니다. Star PDS70 주변의 디스크는 두 개의 거대한 베이비 행성에 의해 형성되고, 궤도 공명에 잠겨 있고 지금 바로 이동하고 있습니다! 

가스 거인은 결국 불안정 해졌으며, 길 잃은 바위와 얼음으로 더 많은 내부 행성을 뿌렸습니다. 과학자들은 우리의 태양계가 역동적 인 불안정성을 겪고 있다고 의심하는 몇 가지 정황 증거가 있습니다. 예를 들어, 거대한 행성의 궤도는 원이 아니지만 타원을 겸손하게 뻗어 있습니다. Kuiper 벨트는 거의 비어 있지만 Pluto와 Eris는 또 다른 난쟁이 행성 (2005 년에 발견 됨)이 그대로 자라기 위해 더 많은 질량이 필요했습니다. 거대한 행성은 다른 곳에서 포착 된 것처럼 보이는“불규칙한 위성”의 구름으로 둘러싸여 있습니다. 목성의 트로이 목록 소행성의 궤도는 이상하게 기울어집니다. 목록이 계속됩니다.

같은 이름의 프랑스 도시에서 개발 된 우리 태양계가 동적으로 발전한 방법에 대한 시나리오 인 Nice Model은 거대한 행성의 궤도가 행성이 형성된 후 수억 년 동안 불안정하게되었다고 제안합니다 (나중에 더 자세히 설명). 불안정성은 다음과 같이 보일 수 있습니다.

불안정 중에 얼음 거인, 천왕성 및 해왕성이 온통 차로 차 렸습니다. Planetesimals의 외부 디스크 (기본적으로, 남은 혜성의 거대한 더미)는 거의 완전히 제거되었습니다. 남은 음식은 행성에 비가 내리고 몇몇은 불규칙한 위성과 같이 포획되었습니다.

그리고 나중에 큰 불안정이있었습니다
이번에는 자이언츠가 적대감을 표명했습니다
얼음 거인의 궤도가 크게 영향을 받았습니다
여분의 사람이 완전히 배출되었을 수 있습니다!
(지구는 충격을 받았으며, 행성은 보호되지 않았다.)

이 이야기에는 이러한 사건의 타이밍과 관련된 새로운 비틀기가 있습니다. 아시다시피, 달은 분화구로 덮여 있습니다. 1970 년대 이래로 분화구의 연령대는 행성이 형성된 후 수억 년 동안 영향을 미치는 비율이 큰 영향을 미치는 것으로 생각되었습니다 (여전히 수십억 년 전). 이것을“늦은 폭격”이라고 불렀습니다. 

새로운 분석에 따르면이 스파이크는 아마도 초기 폭격의 꼬리 끝 일 것입니다. “늦은”폭격이 아닙니다. 이것은 태양계의 많은 특징을 동시에 설명 할 수 있기 때문에 과거의 불안정성을 의문이라고 부릅니다. 그러나 그것은 아마도 바위 행성의 성장 중에 훨씬 더 일찍 일어 났을 것입니다. 새로운 시뮬레이션에 따르면 초기 거대 기반 불안정성은 왜 화성이 지구보다 작은지를 설명 할 수 있음을 보여줍니다. 

수십억 년 전에 이벤트를 모델링 할 때, 우리는 실제로 물리학 법칙 (및 가용 증거)과 상상력의 두 가지에 의해서만 제약을받습니다.

우리는 타임머신이없고 과거를 볼 수 없습니다.
그러나 모델은 우리가 요청한 몇 가지 질문에 대답 할 수 있습니다
아이디어를 테스트하기 위해 시뮬레이션을 사용합니다
큰 계산이있는 거대한 컴퓨터에서.

어떤 사람들은 우리 시스템이 어떻게 생겨나야하는지에 대한 명확한 계획을 가지고있는 것처럼 목성과 토성을 태양계의“건축가”라고 부르는 것을 좋아합니다. 우리가 아닙니다. 우리는 가스 거인을 지구를 밀고 많은 결정을 내린 괴롭힘으로 생각합니다.

일부는 심지어 목성 지구의“보호자”라고 부릅니다. 이것은 지난 40 억 년 동안 거대한 중력이 혜성과 소행성을 흩어져서 우리 지구에 부딪쳤을 수 있기 때문입니다. 그러나 면밀히 검사 할 때는 이것이 계속되지 않습니다. 목성은 목성이 처음부터 지구 교차 궤도에 넣은 혜성으로부터 지구를 보호합니다. 그것은 깡패와 같습니다.

Sean Raymond는 프랑스의 보르도 천체 물리학 실험실에서 일하는 미국 천체 물리학 자입니다. 또한 Science and Fiction (Planetplanet.net)의 인터페이스에 블로그를 작성하고 최근에 천문학시를 출판했습니다. 이 포스트의시는 그에 의해 쓰여졌다.

Sebastiaan Krijt는 영국 엑서 터 대학교의 천체 물리학 강사입니다.