우주 행성의 생성은 어떤원리로 생기는 것일까요?
우주에는 많은 행성들이 생기고 소멸하는데요.
행성들의 생성은 어떻게 발생하는 것 일까요? 갑자기 생긴다기 보다는 긴과정을 거쳐서 생기는 것 같은데요.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
분자 구름의 축적: 우주에서는 거대한 분자 구름이 형성됩니다. 이 구름은 주로 수소와 헬륨 등의 원자와 먼지로 이루어져 있습니다.
축소와 회전: 분자 구름 내부에서 지역적인 밀도의 변동으로 인해 일부 영역이 압축되고 회전을 시작합니다. 이 과정에서 중심 부분은 더욱 축소되어 밀도가 증가합니다.
중심의 축적: 압축된 영역은 중심 부분에 태어날 새로운 별인 원자핵(프로톤과 중성자로 구성)을 형성합니다. 이것이 태양과 같은 별이 될 잠재력을 갖고 있습니다.
원반 형성: 중심 영역에서는 원반이 형성됩니다. 원반은 중심 별 주변에서 회전하며 먼지와 가스로 구성되어 있습니다. 이러한 원반은 행성 형성을 위한 재료를 제공합니다.
행성 형성: 원반 내부에서는 먼지와 가스가 충돌하고 응집되면서 행성이 형성됩니다. 작은 입자들이 서로 충돌하여 크기가 점점 커지면서 행성의 형태가 형성되고, 중력에 의해 더 많은 먼지와 가스를 끌어들여 성장합니다.
안녕하세요. 박형진 과학전문가입니다.
기본적으로 별이란 별과 별사이 성간의 기체와 먼지들이 밀집한 성간운에서 중력수축하면서 태어납니다
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
태양계 내에서 지구와 행성들을 구성하고 있는 물질들은 과거에 우주공간에 흩어져 있었다. 태양계는 46억 년 전 가스와 먼지로 구성된 거대한 구름이 응축되어 덩어리가 되면서 시작되었다. 구름의 중심에 있었던 가장 덩어리는 태양이 되었고, 주요 성분은 수소와 헬륨이었다. 하지만 태양성운의 바깥쪽에 있었던 미세한 광물 알갱이와 얼음, 그 밖의 물질들은 암석 투성이의 수성에서 기체로 이루어진 거대한 목성과 토성에 이르기까지 다양한 천체를 형성했다.
이러한 결합의 원동력은 중력이었다. 먼지들 사이에는 인력이 작용했다. 하지만 최초 단계에서 먼지입자들은 다른 힘에 의해서 결합되었다. 하나의 미세한 알갱이가 다른 알갱이에게 미치는 중력은 거의 무시할 수 있다. 하지만 그것들이 충돌하면 '반데르발스'힘이라 부르는 전기적 인력에 의해 결합될 수 있다.
이러한 행성 형성의 초기 단계는 아직 밝혀진 것이 거의 없지만 아마도 공기중의 작은 입자가 모여 보플 보플한 검댕을 형성하는 것과 비슷할 것이다. 현미경으로 보면 검댕 입자들은 포도송이처럼 실하지 않고 거미나 나뭇가지처럼 성긴 형태를 가지고 있다. 검뎅 입자들은 충돌하여 결합될 때까지 취한 사람처럼 공기 중을 떠다닌다. 실험과 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 예측된 최종 결과는 '프랙탈 덩어리'다. 이것은 동일한 형태의 가지가 조금씩 작아지면서 무한히 반복되는 형태를 갖는다. 하지만 태양 성운 내에서 입자의 결합은 약간 다르게 일어났을 것이다.
그러한 이유 중 하나는 성운내의 가스는 지구 대기보다 훨씬 희박했던 것이다. 그래서 독일의 Jena 대학교의 Jurgen Blum과 독일, 미국, 일본, 중국, 네덜란드의 공동연구자들은 행성 형성의 씨앗의 모습을 찾기 위해 태양 성운의 조건을 재현하였다. 실험의 핵심적인 부분은 중력의 효과를 제거하는 것이었다. 지구에서 먼지 입자들은 중력에 의해서 아래로 떨어진다. 그래서 연구자들은 지난 1998년 10월에 발사된 우주 왕복선에서 실험을 수행하였다. 그들은 Physical Review Letters에 예상치 못했던 결과를 보고한다.
연구자들은 1천 분의 1밀리미터 직경을 갖는 유리 구슬로 만들어진 '모형'입자들이 성긴 덩어리를 형성하는 것을 발견했다. 하지만 그것들은 지구에서 볼 수 있는 것처럼 대략적인 구형도 아니었고 많은 가지가 있지도 않았다. 대신에 그것들은 몇 개의 뭉뚝한 옆가지를 가진 사슬이었다. 놀랍게도 행성의 씨앗은 작고 춤추는 벌레를 닮았다
일반적으로 행성 생성은 1)분자 구름 2)중력 축적 3)프로토행성 원반 4)먼지 충돌과 성장 5)행성 형성 6) 성숙 단계 등의 과정으로 만들어집니다.
이와 같은 과정을 거쳐 행성이 형성되는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 우주의 복잡한 과정과 다양한 조건들이 관여하기 때문에, 행성 생성에 대한 완전한 이해는 아직 미완성 상태입니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
현재 빅뱅이론이 대세론을 이루고 있고, 팽창우주 역시 대세론을 이루고 있습니다.
그래서 처음 빅뱅이 왜 나타났는지에 대해서도 함께 연구하고있지만 아직까지는 밝히지 못하였습니다.
우선 빅뱅이 일어나고 물질과 반물질의 불균형이 일어나 물질만이 남은 우리 우주에서 수많은 물질들이 빅뱅의 열에 의해 탄생하고, 이 물질들이 중력에의해 뭉쳐 현재의 별과 행성이 만들어진것으로 추정하고있습니다.
