목성의 기원 이야기 자세히 살펴보기

행성 형성 이론에서 가장 중요한 미해결 질문 중 하나는 목성의 기원에 대한 이야기입니다. 정교한 컴퓨터 모델링을 사용하여 취리히 대학(UZH)과 국립 연구 역량 센터(NCCR) PlanetS의 연구원들은 이제 목성의 형성 역사에 새로운 빛을 발하고 있습니다. 

무거운 원소의 흥미로운 농축

갈릴레오 탐사선이 1995년에 목성의 대기로 낙하산을 발사한 탐사선을 발표했을 때, 그것은 무엇보다도 무거운 원소 (헬륨보다 무거운 원소)가 목성의 대기에 농축되어 있음을 보여주었습니다. 동시에 최근 주노 탐사선의 중력장 측정에 기반한 목성의 구조 모델은 목성의 내부가 균일하지 않고 복잡한 구조를 갖고 있음을 시사한다.

 

공동 저자는 "목성의 내부가 완전히 혼합되어 있지 않다는 것을 이제 알았기 때문에 무거운 원소가 행성 형성의 초기 단계에서 대부분 부착되기 때문에 거대한 가스 행성의 깊은 내부에 무거운 원소가 있을 것으로 예상할 것"이라고 말했습니다. 취리히 대학교 교수이자 NCCR PlanetS 회원인 Ravit Helled가 설명을 시작합니다. "나중 단계에서 성장하는 행성이 충분히 무거울 때 수소와 헬륨과 같은 많은 양의 가벼운 원소 가스를 효과적으로 끌어들일 수 있습니다. 예측된 내부 구조 및 측정된 대기와 일치하는 목성의 형성 시나리오 찾기 따라서 농축은 거대 행성에 대한 우리의 이해에 있어 도전적이지만 중요합니다."라고 Helled는 말합니다. 지금까지 제안된 많은 이론들 중에서,

 

긴 마이그레이션

"우리의 아이디어는 목성이 형성의 후반기에 이러한 무거운 원소를 이동하여 수집했다는 것입니다. 그렇게 함으로써 목성은 소위 행성소(중원소 물질로 구성된 작은 행성 빌딩 블록)로 채워진 지역을 통과했을 것입니다. 취리히 대학의 박사후 연구원이자 NCCR PlanetS의 회원인 연구 주저자인 Sho Shibata는 설명합니다.

그러나 마이그레이션 자체가 필요한 자료를 확보하는 것을 보장하지는 않습니다. 시바타는 "복잡한 역학 상호작용 때문에 이동하는 행성이 경로에 유성체를 반드시 축적하는 것은 아닙니다. 많은 경우에 행성이 실제로 대신 흩어지게 합니다. 양치기 개가 양을 흩뜨리는 것과 다르지 않습니다."라고 지적합니다. 따라서 팀은 마이그레이션 경로가 충분한 재료 축적을 초래하는지 확인하기 위해 수많은 시뮬레이션을 실행해야 했습니다.

"우리가 발견한 것은 목성이 현재 위치보다 태양으로부터 약 4배 더 멀리 떨어진 태양계의 외부 영역에서 형성되어 현재 위치로 이동한다면 충분한 수의 소행성체를 포획할 수 있다는 것입니다. 이 시나리오에서는 조건이 물질 강착을 선호하는 지역을 통과했습니다.

 

행성 과학의 새로운 시대

Galileo 프로브와 Juno 데이터에 의해 도입된 제약 조건을 결합하여 연구원들은 마침내 만족스러운 설명에 도달했습니다. Ravit Helled는 "이것은 거대 가스 행성이 얼마나 복잡한지 그리고 그 특성을 현실적으로 재현하는 것이 얼마나 어려운지를 보여줍니다."라고 지적합니다.

 

" 행성 과학 에서 업데이트된 이론 모델 과 수치 시뮬레이션 을 통해 마침내 이러한 세부 사항을 탐구할 수 있는 단계에 도달 하는 데 오랜 시간이 걸렸습니다 . 이는 목성과 태양계에 대한 이해의 격차를 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 멀리 떨어진 별을 도는 많은 거대 행성 이 관찰되었습니다."라고 Helled는 결론을 내립니다.