Friday, March 24, 2023

천체물리학자는 우리 태양계에 대한 작은 변화가 그것을 풀 수 있는 방법을 보여줍니다.

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은하수에 있는 행성계 목록이 늘어남에 따라 우리 태양계가 얼마나 다를 수 있었는지 점점 더 분명해지고 있습니다.

사실, 현재까지 확인된 거의 4,000개의 행성계 중 어느 것도 우리 태양을 공전하는 행성의 순서와 배열을 반영하지 않습니다. 그것은 태양계 아날로그가 현재 우리의 탐지 능력 밖에 있기 때문일 수 있습니다. 그러나 우리가 거기에서 감지할 수 있는 것으로부터 행성계는 매우 다양한 배열을 포함하는 것 같습니다.

이제 리버사이드에 있는 캘리포니아 대학의 천체물리학자 스티븐 케인은 우리가 단 한 가지만 변경해도 태양계 전체가 엉망이 될 것임을 보여주었습니다.

다른 시스템에서 자주 볼 수 있는 유형의 행성을 하나 더 추가하는 것과 관련된 큰 변화도 아닙니다.

그 가상의 행성은 지구와 해왕성 사이의 질량 범위에 있고 지구 질량의 17배에 달하는 슈퍼 지구 또는 미니 해왕성이어야 합니다.

그들이 은하계의 다른 곳에서 얼마나 흔한지에도 불구하고 우리는 태양계에 슈퍼 지구나 미니 해왕성을 가지고 있지 않아 바위가 많은 지구 세계와 가스 세계 사이에 질량 간격을 만듭니다.

우리가 태양계에서 우연히 갖게 된 것은 암석 세계와 가스 세계 사이의 큰 틈입니다. 화성과 목성 궤도 사이의 물리적 간격은 소행성 벨트로 표시됩니다.

“행성 과학자들은 종종 이 두 행성 사이에 무언가가 있기를 바랍니다.”라고 케인은 설명합니다. “부동산을 낭비한 것 같습니다.”

Kane은 한 번에 두 간격을 모두 채우면 태양계에 어떤 일이 일어날지 알고 싶었습니다. 그는 화성과 목성 사이의 질량 범위를 가진 행성을 그 공간에 집어넣고 혼돈이 뒤따르는 것을 지켜보는 시뮬레이션을 만들었습니다.

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그리고 거기에는 참으로 혼돈이 있었습니다.

케인은 “이 가상의 행성은 다른 모든 것을 불안정하게 만들기에 충분할 정도로 목성에 약간의 자극을 줍니다.”라고 말합니다. “많은 천문학자들이 이 여분의 행성을 원했지만 우리가 그것을 가지고 있지 않은 것이 다행입니다.”

화성과 목성 사이의 공간에 있는 이 시뮬레이션 세계의 질량과 위치에 따라 혼돈으로 인해 현재 행성이 태양계에서 깨끗하게 방출될 수 있습니다. 화성의 평균 궤도는 태양으로부터 1.5 천문 단위 떨어져 있습니다. 목성은 5.2 천문 단위입니다. 3천문 단위에 배치된 행성은 매우 평화롭게 존재할 수 있지만 거의 모든 곳에서 완전한 행성 옴니셔블이 발생합니다.

3.1에서 4 천문 단위의 행성인 수성의 궤도가 교란됩니다. 2.0에서 2.7 천문 단위에서 화성은 흔들립니다. 목성과 토성은 약간의 섭동만 경험하지만, 이들이 외부 태양계 세계인 천왕성과 해왕성에 전달하는 각운동량으로 인해 얼음 거인도 불안정해집니다.

최악의 경우 금성, 수성, 지구, 화성, 천왕성, 해왕성이 모두 태양계에서 방출됩니다. 더 작은 변화는 지구의 궤도가 현재 경로에서 크게 벗어나서 우리의 고향 행성을 완전히 황폐한 것은 아니지만 덜 거주할 수 있는 것으로 만듭니다.

증거는 이미 목성이 소행성 폭격으로부터 우리를 보호하면서 지구의 거주 가능성에 역할을 한다는 것을 암시합니다. Kane의 작업은 목성이 태양계를 안정화하는 데 또 다른 역할을 한다는 것을 시사합니다. 천문학자들은 목성의 중력 영향이 소행성대가 거주하는 공간에서 행성이 형성되는 것을 방지한다고 믿습니다.

현재 소행성대에는 행성이 형성되기에 충분한 물질이 없습니다. 벨트의 총 질량은 지구 질량의 0.04%에 불과한 것으로 추정됩니다. 그러나 태양계 역사 초기에는 소행성대가 훨씬 더 무거웠던 것으로 여겨진다.

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천문학자들은 지금까지 목성과 유사한 행성계가 생명체의 안정성을 가질 가능성이 가장 높다고 생각했습니다. Kane의 시뮬레이션은 논쟁에 더 많은 가중치를 추가합니다.

그들은 또한 태양계의 구조가 유지하기 어려운 매우 섬세한 균형일 수 있다고 제안합니다.

“우리의 태양계는 이전에 평가했던 것보다 더 정교하게 조정되었습니다.”라고 Kane은 말합니다. “모든 것이 복잡한 시계 기어처럼 작동합니다. 믹스에 더 많은 기어를 넣으면 모든 것이 깨집니다.”

거기에서 행성계 형성의 은총을 위해서만 특이한 점이 있습니다.

이 연구는 행성 과학 저널.

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