우주 속의 행성들은 어떻게 형성되었을까요?

Question

태양계를 비롯한 다른 행성계에서 행성들이 어떻게 형성되었는지, 어떤 과정을 거쳤는지, 어떤 물질들로 이루어져 있는지 등에 대해 알고 싶습니다.

하얀도화지113 · Accepted Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.우주 속의 행성들은 주로 원반형태로 된 거대한 먼지 구름인 원반 강령 내에서 형성됩니다. 이러한 원반 강령은 천체가 형성되는 원천적인 장소입니다.원반 강령은 매우 큰 질량과 회전 운동을 가지고 있는 물질의 모임으로, 이 물질들은 서로 중력적인 상호작용을 하게 되면서 서로 충돌하고 붙어들면서 점차적으로 더욱 큰 덩어리를 형성하게 됩니다. 이렇게 작은 덩어리들이 합쳐져서 점차적으로 크기가 커지면서 행성으로 발전하게 됩니다. 이러한 과정을 "암석성 행성 생성 모델"이라고 합니다.또한, 가스 행성은 암석성 행성과는 조금 다른 형태로 형성됩니다. 가스 행성은 먼저 원반 강령 안에서 암석성 덩어리가 형성되고, 이 암석성 덩어리가 원반 강령에 존재하는 가스를 끌어들이면서, 점차적으로 가스 행성으로 발전하게 됩니다. 이러한 과정을 "가스 행성 생성 모델"이라고 합니다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.우주 속의 행성들은 형성 과정이 여러 가지 이론으로 설명되고 있습니다. 그 중 가장 널리 받아들여지는 이론은 태양계 형성 이론입니다. 이 이론에 따르면, 행성들은 태양계의 태양 주변에서 형성되었습니다.태양이 형성되고 난 후, 태양 주변의 태양 원반 안에는 많은 양의 가스와 먼지가 존재하였습니다. 이 가스와 먼지는 중력의 영향으로 서로 모이면서 더욱 큰 덩어리가 형성되었습니다. 이러한 과정을 겪은 덩어리들은 결국 행성으로 발전하게 되었습니다.특히, 큰 가스 행성은 중력이 더 강력하여 자신 주변에 더 많은 먼지와 가스를 모을 수 있었습니다. 이렇게 모인 먼지와 가스는 평면상에서 돌고 있는 덩어리들이 되었습니다. 이러한 과정에서 태양 주변에는 우리가 지금 알고 있는 형태의 행성들이 형성되었습니다.또한, 태양계 외부에 있는 행성들은 "핵심축적이론"이라는 이론으로 설명됩니다. 이 이론에 따르면, 거대한 가스와 먼지 구름이 중력의 영향으로 모이면서 중심에는 거대한 고체 핵이 형성되고, 이 핵 주변에는 가스가 모여 가스 행성이 형성된 것으로 추정됩니다.이러한 이론들은 우주 속의 행성 형성 과정에 대한 이해를 높여주며, 여전히 많은 연구가 진행 중입니다.

고운푸들16 · Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.만들어진 이론은 다양하고 또 이루는 물질 또한 다양합니다.행성은 별 주위를 도는 가스와 먼지 등의 흩어진 입자에서 만들어진 것으로 추측합니다. 중력으로 인해 입자는 서로 끌어당겨 덩어리를 형성하며 점점 더 커집니다. 입자가 충돌하면 가열되어 액체로 변하기도 하면서 중력에 의해 행성의 중심으로 당겨집니다. 중력은 모든 방향에서 동일하게 물질을 끌어오기 때문에 액체화된 물질은 구형을 형성하며 행성의 모양을 갖춰가게 됩니다.하지만, 질량이 충분하지 못한 소행성은 오히려 주변 행성의 중력 영향으로 울퉁불충한 모양으로 만들어지기도 합니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.우주 속의 행성들은 대부분 원자 구름이 축적되어 형성되었습니다. 이러한 구름들은 중력에 의해 조밀해져서, 충분히 높은 온도와 압력을 만들어내어 별과 같은 중앙 천체를 형성할 수 있습니다. 이 중앙 천체 주위의 먼지와 기체들은 계속해서 축적되어 행성들을 형성합니다.이러한 과정을 "planetesimal hypothesis" 라고 부르며, 이론적으로는 4단계로 나눌 수 있습니다.원자 구름 형성: 우주는 초기에 수소와 헬륨, 작은 양의 리튬과 베릴륨 같은 원소로 가득 차 있었습니다. 이러한 물질들은 모두 한데 모여서 원자 구름이 형성되었습니다.중심 천체 형성: 원자 구름은 중력의 영향으로 점점 조밀해져서, 충분한 밀도와 압력을 만들어내는 것으로 알려진 행성 전구로 발전합니다. 이 중앙 천체는 태양이나 다른 별과 같이 중심에서 핵융합이 일어나는 별이 될 수도 있고, 행성처럼 중심에 뜨거운 고체나 액체를 가지는 행성 형태가 될 수도 있습니다.행성이 양성하는 과정: 중앙 천체 주변에는 먼지와 기체들이 떠다니며, 이러한 물질들은 중력의 영향으로 조밀해지면서 작은 행성을 형성합니다. 이러한 작은 행성들은 서로 충돌하면서 크기가 점점 커지며, 물질이 충분히 축적되면 행성으로 발전합니다.행성의 진화: 행성은 시간이 지나면서 지구와 같은 고체 지표, 대기, 바다 등으로 발전합니다. 행성의 진화 과정에서는 지각학적인 활동, 지질학적인 활동, 생물학적인 활동 등이 일어나게 됩니다.

말끔한관박쥐166 · Answer

안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.우선 행성이 어떻게 형성되었는지를 알려면 태양계가 어떻게 만들어졌는지부터 봐야합니다. 태양계는 두 개 이상의 별이 초신성 폭발을 하면서 우주로 뿔뿔이 흩어졌는데 이 암석들이 서로간의 인력에 의해서 서로가 끌려오게됩니다. 이 것들의 중심에 태양이 형성된 다음 중심부의 핵에서 핵융합이 일어나고 이 때 발생하는 태양풍으로 태양계주분에 밀도가 작은 기체성분들이나 먼지들은 모두 사라지게되었습니다.그 뒤에 남아있는 작은 암석들은 서로가 부딪히고 끌어들이면서 행성을 만들게 되구요. 물론 이렇게 이루어지기까지는 어머어마한 시간이 소요가 되었겠죠. 일례로 지구의 경우는 태양과의 나이가 거의 차이가 안나느 46억년이라고 하니 우리가 상상할 수 도 없는 긴 시간일겁니다.구성 물질을 보자면 수성은 태양과 가까워 지표면의 온도가 500도가 넘기에 대기가 존재하지 않으며 중심부에 철과 니켈이 남아 있다고 합니다. 이는 수성 질량의 약 70%정도이고  나머지 30%는 이산화규소로 이루어져 있다네요.금성의 경우에는 대기가 두꺼운 이산화탄소로 덮여있기에 표면관측이 안된다고 하네요. 이산화탄소로 덮여있는 이유는 금성의 탄생 후에 미확인된행성과 여러 번의 충돌 후에 지표가 가열되어 수증기와 일산화탄소가 증발하여 이 수증기와 일산화탄소를 주성분으로한 원시 대기가 만들어졌다고 합니다. 그 후 고온이 된 지표는 뜨거운 마그마가 형성되고 그 후에 냉각이 진행되면서 수징기가 응결되어 비가 내리고 바다가 형성되는데 태양에 의해 금성의 지표면이 뜨거워 지면서 아까의 상황이 반복되고 그 후에 대부분의 수소는 금성에서 떠나고 결국 이산화탄소만 남으면서 현재의 금성이 되었다는게 유력한 가설이라네요.우리가 그리고 일론머스크의 꿈인 화성을 보자면 화성의 대기는 이산화탄소가 약 95% 질소가 약 3% 정도를 형성합니다. 2000년대에는 메탄의 존재가 확인이 되었는데 이 가스는 화산활동이나 행성의 충돌 혹은 생명의 존재가능성을 나타내기에 중요한 발견이었다고 하네요.그외에 목성과 토성 천왕성 해왕성등이 우리 태양계에 있는데 토성이후는 각 행성의 수천에서 수만킬로미터까지 접근하고 아직은 표면에서 연구가 이루어 지지 않았기에 좀 더 시간이 지나면 정확한 탐사 결과가 나올거에요.

지구과학·천문우주

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우주 속의 행성들은 어떻게 형성되었을까요?