지구의 뜨거운 형성으로 물 부족 미스터리 해결 가능

지구는 아마도 이전에 생각했던 것보다 태양계의 더 뜨겁고 건조한 부분에서 형성되었을 것으로 보이며, 이것이 우리 행성의 수수께끼 같은 물 부족을 설명할 수 있다고 새로운 연구 보고서가 보고했습니다.

연구에 따르면 새로 형성된 태양계의 "눈 선"(4.5억년 전에 얼음 화합물이 응축될 수 있었던 영역)은 실제로 일반적인 이론이 예측하는 것보다 태양에서 훨씬 더 멀리 떨어져 있었습니다.

볼티모어에 있는 우주망원경과학연구소(STScI)의 공동저자인 마리오 리비오(Mario Livio)는 “표준 강착원반 모델과 달리 우리 분석의 눈선은 결코 지구 궤도 내부로 이동하지 않는다”고 말했다.

"대신 지구 궤도보다 태양에서 더 멀리 떨어져 있기 때문에 지구가 건조한 행성인 이유가 설명됩니다."라고 Livio는 덧붙였습니다. “사실 우리 모델은 가장 안쪽에 있는 다른 행성인 수성, 금성, 화성도 상대적으로 건조한 것으로 예측합니다. ” [행성 사진 여행]

지구는 건조한 행성인가요?

광활한 바다, 거대한 강, 극지방의 만년설이 있는 지구를 건조한 행성으로 언급하는 것이 이상하게 들릴 수도 있습니다. 그러나 물은 지구 질량의 1% 미만을 차지하며, 그 물질의 대부분은 지구가 형성된 후 혜성과 소행성에 의해 전달되었을 가능성이 높습니다.

과학자들은 오랫동안 우리 행성의 상대적인 물 부족 현상에 대해 의아해해 왔습니다. 특히 지구는 눈 경계선 너머에 있는 물이 풍부한 물질이 합쳐진 것으로 생각되기 때문입니다.

현재 눈 선은 화성과 목성 사이의 소행성대 중앙에 있지만 기존 모델에 따르면 지구와 다른 행성이 형성되었던 4.5억년 전에는 태양에 훨씬 더 가까웠습니다.

공동 저자이자 STScI의 레베카 마틴(Rebecca Martin)은 “만약 우리 행성이 형성될 당시 눈 선이 지구 궤도 안에 있었다면 그것은 얼음 덩어리였어야 했다”고 말했습니다. “설선 너머에 형성된 천왕성, 해왕성 등의 행성은 수십%의 물로 구성되어 있습니다. 하지만 지구에는 물이 많지 않아서 그게 항상 수수께끼였어요.”

왕립천문학회 월간 공지 저널에 게재된 새로운 연구는 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

스노우 라인 이동

4.5억년 전에 어떤 일이 일어났는지에 대한 일반적인 모델에서, 우리의 갓 태어난 태양 주위의 원시행성 원반은 완전히 이온화되었습니다. 즉, 이 지역의 전자가 강력한 태양 복사에 의해 모원자에서 제거되었음을 의미합니다.

디스크의 물질이 태양에 떨어져 디스크가 가열된다는 이론이 있습니다. 처음에 설선은 우리 별에서 아마도 1억 마일(1.6억 킬로미터) 이상 멀리 떨어져 있었습니다. (지구는 93만 마일, 즉 150억 XNUMX천만 km 거리에서 태양을 공전합니다.)

그러나 시간이 지남에 따라 모델에 따르면 원형유체 디스크의 재료가 부족해지고 냉각되었습니다. 그 결과, 눈 선은 우리 행성이 형성되기 전에 지구의 궤도를 지나 안쪽으로 이동했습니다.

그러나 Martin과 Livio는 이 시나리오에서 몇 가지 잠재적인 문제를 발견했습니다. 특히 그들은 어린 별 주위의 원시행성 원반이 완전히 이온화되지 않았다고 말합니다.

“백색왜성과 X선 광원과 같은 매우 뜨거운 물체는 강착원반을 이온화하기에 충분한 에너지를 방출합니다.”라고 Martin은 말했습니다. "그러나 어린 별에는 원반을 이온화하는 데 필요한 에너지 펀치를 제공할 만큼 충분한 방사선이나 유입 물질이 없습니다."

디스크의 데드존

우리 태양계의 디스크가 이온화되지 않았다면 그 물질은 어린 태양의 표면으로 유입되지 않았을 것이라고 연구원들은 말했습니다. 대신 가스와 먼지는 안쪽으로 이동하지 않고 단순히 우리 별 주위를 공전하여 디스크에 소위 "데드 존"을 생성했을 것입니다.

이 데드 존은 물질이 태양을 향해 이동하는 것을 차단하는 플러그 역할을 했을 것입니다. 불감대에 가스와 먼지가 쌓여 밀도가 증가하고 중력 압축으로 인해 가열되었을 것입니다.

이 과정은 차례로 플러그 외부 영역을 가열하여 얼음 물질을 기화시키고 건조 물질로 전환시켰을 것입니다. 새로운 연구에 따르면 지구는 이 더 뜨거운 지역에서 형성되었으며, 건조한 물질이 지구의 구성 요소가 되었다고 합니다.

이 새로운 모델은 지구의 상대적인 물 부족을 설명할 수 있지만 새로 형성되는 모든 행성계로 확장되어서는 안 된다고 연구자들은 말했습니다.

Livio는 “원반 내의 조건은 별마다 다르며, 무엇보다도 우연이 지구의 정확한 최종 결과를 결정했습니다.”라고 말했습니다.

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