태양계 행성의 궤도 순서를 결정하는 것은 무엇입니까?

(댄 트리) - 행성계 내 행성들 간의 상호작용이나 성간 힘으로 인해 행성들이 현재 위치에 있게 되었나요?

목성보다 큰 '손님' 행성이 우리 태양계에 질서를 만들어냈습니다(사진: cemagraphics/Getty Images).

태양 주위를 도는 행성의 궤도에 대해서는 많은 과학적 논쟁이 있었습니다. 현재 행성의 궤도 특성은 잘 알려져 있지만, 태양계가 형성된 이래로 행성의 궤도 특성이 어떻게 진화하고 변화했는지는 여전히 미스터리입니다.

지난 수십 년 동안 과학자들은 행성들 간의 상호작용으로 인해 "어린" 행성들이 원래 위치에서 안쪽이나 바깥쪽으로 이동하게 되었다고 주장하기 시작했습니다.

이제 새로운 이론에 따르면 목성보다 더 거대한 천체가 태양계를 통과하면서 행성의 순서가 정해졌다고 합니다.

행성 궤도의 진화는 복잡하다. 처음에 행성들은 젊고 매우 뜨거운 태양을 공전하는 가스와 먼지로 이루어진 원반에서 형성되었습니다. 각운동량 보존 현상은 질량이 원형 궤도로 이어지는 평면을 형성하고 동일 평면에 있게 합니다.

행성이 성장함에 따라 초기 물질 원반(원시 행성 자체) 내부의 상호작용으로 인해 행성의 궤도가 원래 궤도보다 작아지거나 커집니다.

또한 중력적 상호작용은 이심률과 기울기에 상당한 변화를 일으키고, 때로는 원시행성 원반이 태양계에서 밀려나기도 합니다. 태양의 조석력도 이러한 행성의 궤도에 영향을 미칠 수 있습니다.

태양계가 형성되는 동안 원시행성을 만들어낸 폭발이 많이 있었지만, 태양계를 방문하는 먼 천체도 있었습니다. 이런 방문은 드물지만 먼 행성계에 관한 귀중한 정보를 제공합니다.

2017년에 발견된 소행성 오우무아무아가 최초로 확인된 "방문자"입니다. 길쭉한 모양을 하고 있으며, 중력이 아닌 다른 힘이나 가스 방출로 인해 비정상적인 가속도를 보입니다.

성간 혜성 오우무아무아의 그림. 팬케이크 모양의 이 물체는 다른 별에서 우리 태양계를 방문한, 먼지가 아닌 최초의 물체로 알려져 있습니다(사진: NASA, ESA, STScI의 조셉 올름스테드와 프랭크 서머스).

캐나다 가렛 브라운 대학의 과학자들이 제안한 새로운 이론에 따르면, 이런 성간 방문자가 지나가면서 태양계 행성의 궤도에 변화를 일으켰을 수 있다고 합니다.

연구팀은 가스 행성들의 편심성을 조사한 결과, 최근 이론으로는 관찰된 결과를 설명할 수 없을 것 같다는 결론을 내렸습니다. 그리고 그들은 목성의 질량의 2배에서 50배 사이의 질량을 가진 천체가 태양계를 통과하면서 태양계의 궤도 순서를 결정한다는 것을 보여주었습니다.

연구팀은 태양으로부터 가장 가까운 거리인 근일점에서 20AU(천문단위) 이내로, 6km/s 미만의 무한소 속도로 지나가는 물체가 우리가 관찰하는 궤도 순서에 영향을 미쳤을 수 있다고 주장합니다.

그들의 주장에 따르면, 오늘날 우리가 보고 있는 궤도를 만들어낸 것은 성간 방문자가었을 확률이 1/100이라고 합니다. 이러한 가능성은 기존 이론에서 가정한 것보다 훨씬 높습니다.

연구팀은 위와 같이 게스트 천체의 특성에 대한 시뮬레이션과 근사값을 사용하여, 이 이론이 오늘날 태양계 행성의 순서를 설명하는 데 가장 적합하다는 결론을 내렸습니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/cai-gi-da-quyet-dinh-trat-tu-quy-dao-cua-cac-hanh-tinh-trong-he-mat-troi-20241213012045937.htm