태양계 최초의 물질 형성에 관한 새로운 이론

두 개의 초기 태양계 고체

새로운 연구는 동시에 형성된 두 개의 초기 태양계 고체인 콘드룰과 칼슘-알루미늄이 풍부한 내포물을 제안합니다. 이 이론은 초기 태양계의 형성에 대한 우리의 현재 이해를 다시 작성합니다. (이미지 제공: NASA/JPL-Caltech/T.Pyle(SSC)/Mia Olsen)



태양계 초기에 대한 새로운 견해는 우주 암석과 궁극적으로 행성의 전구체인 처음 두 종류의 고체 물질이 동시에 형성되었다고 제안합니다.



약 46억 년 전에 태양이 태어났을 때, 태양은 가스와 먼지 구름으로 둘러싸여 있었고 결국 소행성, 혜성, 행성이 되었습니다. 그 과정의 초기 단계는 고체 물질 덩어리를 생성하는 것이었습니다.

이전에 연구자들은 알려진 두 가지 유형의 초기 고체가 서로 수백만 년 떨어져 형성되었다고 믿었습니다. 그러나 코펜하겐 대학의 James Connelly와 동료 연구원들의 새로운 연대 측정 기술은 다른 결과를 보여줍니다.



이것은 태양계의 초기 시대가 이전에 생각했던 것과 다르게 보인다는 것을 의미합니다. Connelly와 그의 동료들은 Science 저널 11월 2일호에 발표된 논문에서 새로운 모델을 제안했습니다.

가스 및 먼지 압축

Connelly의 팀은 칼슘-알루미늄이 풍부한 내포물(CAI)과 연골의 두 가지 유형의 고체에 집중했습니다. 이 두 고체는 모두 운석에서 발견됩니다. 운석은 일반적으로 수십억 년 된 우주 암석 조각으로 지구로 가는 길을 찾고 종종 과학자와 아마추어가 발견합니다.



코넬리는 이 물질들에 '태양계 초기의 사건과 과정에 대한 기록, 특히 태양과 행성이 회전 디스크에서 형성 45억 년 전. [ Planetfall: 태양계의 불가사의 (사진) ]

CAI는 화씨 1,880도(섭씨 1,030도 또는 켈빈 1,300도)보다 높은 온도에서 용융 가스 방울에서 형성되는 반면 콘드룰은 화씨 1,340도(섭씨 727도, 또는 1,000도 켈빈).

태양계 형성의 새로운 모델에 따르면, 결국 태양과 행성을 형성한 회전하는 원반은 그 안에 많은 양의 에너지를 가지고 있었습니다. 입자는 디스크를 따라 평면으로 평평해졌습니다. 중앙에서 물질로 형성된 태양은 추진력을 잃고 응축되기 시작했습니다.



물질이 원시행성 원반 위로 무너지면서 거대한 충격파가 형성되어 '플래시' 가열, 또는 따뜻함이 시작되었다가 몇 시간 내에 소멸되었습니다. 이러한 에너지 급증은 CAI와 연골에 영향을 미쳤다고 Connelly는 말했습니다.

이 발견은 알려진 우주의 모든 원시행성 원반이 고체를 형성했을 수 있는 일반적인 방식을 보여주기 때문에 중요할 수 있습니다.

다른 연대 측정 방법에 따르면 우리 태양계의 원시 행성의 에너지는 궤도를 맴돌면서 CAI가 생성된 후 약 200만 년 후에 연골이 형성될 것이라고 예측했습니다. 그러나 이 시기는 더 짧은 형성 기간을 예측한 다른 행성계의 천문 관측과 일치하지 않았습니다.

Connelly는 다른 모델은 '이러한 내포물이 형성되도록 하는 우리 태양계의 고유한 무언가가 있음을 암시한다고 말했습니다. 이런 것들이 너무 오래 지속되는 것 같았어요.'

새로운 데이트 방법

오래된 연대 측정 방법은 현재까지 운석에 존재하는 방사성 형태 또는 알루미늄의 동위원소인 알루미늄 26의 양을 측정하는 데 의존합니다. 그러나 이 기술에는 한 가지 약점이 있다고 Connelly는 말했습니다. 이 형태의 알루미늄을 사용하면 태양계 전체에 고르게 분포되어 있다고 가정합니다.

두 물체가 디스크의 다른 위치에서 동시에 형성된 경우 다른 위치에서 다른 비율의 알루미늄이 있을 수 있기 때문에 내부에 이 알루미늄 동위원소의 양이 반드시 같을 필요는 없습니다. 오래된 가정은 알루미늄 비율이 다르면 다른 시기에 형성된다는 것이었습니다.

새로운 견고한 역사를 만들기 위해 Connelly와 그의 팀은 몇 년 전 지르콘 광물을 연대 측정하면서 로열 온타리오 박물관에서 배운 기술을 적용했습니다.

연구원들은 운석 샘플을 부수고 세척하고 점진적으로 용해하여 샘플의 나머지 부분에서 납을 분리하여 연대 측정 과정에 영향을 줄 수 있는 오염 물질을 제거했습니다.

Connelly의 팀은 질량 분석기를 사용하여 납과 우라늄의 동위원소 구성을 측정하고 알려진 우라늄 붕괴 속도를 사용하여 운석에서 CAI와 콘드룰의 절대 연령을 결정했습니다.

우라늄과 납은 일반적으로 지구상의 지질학적 사건의 연대를 측정하는 데 사용되는데, 그 이유는 우라늄의 동위원소가 이 작업에 적합한 반감기(입자의 절반이 납으로 붕괴되는 시간)를 가지기 때문입니다.

운석에서는 우라늄과 납이 소량이기 때문에 동일한 공정을 사용하는 것이 더 어렵습니다. 그러나 우라늄 납 연대 측정은 연대 측정이 매우 정확하기 때문에 초기 태양계에 대해 배우는 가장 좋은 방법이라고 Connelly는 말했습니다. 백만 년 미만의 간격을 둔 이벤트를 구별할 수 있습니다.

CAI의 나이에 대한 팀의 새로운 '선호 추정치'는 45억 6730만 년에서 16만 년을 더하거나 빼는 것입니다.

엘리자베스 하웰 팔로우 @하웰스페이스 , 또는 demokratija.eu @Spacedotcom . 우리도 켜 페이스북 그리고 Google+ .