무핵 행성
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1. 개요
무핵 행성은 중심핵이 없는 가상의 행성이다. 2008년 사라 시거와 린다 엘킨스 탠턴의 연구에 따르면, 무핵 행성은 콘드라이트와 유사한 물이 풍부하고 산화된 물질이 뭉쳐서 생성되거나, 물과 금속 철이 섞인 물질의 반응으로 생성될 수 있다. 무핵 행성은 핵이 있는 행성과 크기가 유사하여 질량과 반지름만으로는 내부 구조를 파악하기 어렵다. 또한, 용융된 핵이 없기 때문에 자기장을 가지지 않는다.
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| 무핵 행성 |
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2. 기원
2008년 사라 시거, 린다 엘킨스 탠턴의 논문에 따르면 무핵 행성이 태어나는 과정은 크게 두 가지로 구별할 수 있다고 한다.[6]
첫 번째로 행성이 콘드라이트 비슷하게 물이 풍부하면서 충분히 산화가 이루어진 물질이 뭉쳐서 태어날 경우이다. 여기에서 모든 금속 철은 규산염 광물 결정에 묶인다. 이런 행성은 중심별에서 먼 곳에서 태어날 것이다.
두 번째로 행성을 이루는 재료가 물이 풍부한 물질과 금속이 풍부한 물질 두 개가 섞여 있을 경우이다. 금속 철은 물과 반응하여 산화철을 형성하며 중심핵이 만들어지기 전에 수소를 이탈시킨다. 철 입자들이 잘 섞여 있고 크기도 작다고 가정하면(1 센티미터 이하) 철은 산화되어 맨틀에 묶이고, 밑으로 가라앉지 않아 중심핵을 형성할 수 없을 것이다.
2. 1. 콘드라이트형 강착
사라 시거와 린다 엘킨스 탠턴의 2008년 논문에 따르면 무핵 행성이 형성되는 방법 중 하나는, 콘드라이트와 유사하게 물이 풍부하고 충분히 산화된 물질로부터 행성이 강착되는 경우이다.[6][1][5] 이 경우 모든 금속 철은 규산염 광물 결정에 묶인다.[6] 이러한 행성은 중심별에서 더 멀리 떨어진 더 차가운 지역에서 형성될 수 있다.[1][5]2. 2. 금속-물 반응형 강착
사라 시거와 린다 엘킨스 탠턴의 2008년 논문에 따르면, 무핵 행성이 태어나는 과정은 크게 두 가지로 구별할 수 있다고 한다.[6][1][5] 행성을 이루는 재료가 물이 풍부한 물질과 금속 철이 풍부한 물질 두 가지가 섞여 있을 경우, 금속 철은 물과 반응하여 산화철을 형성하며 중심핵이 만들어지기 전에 수소를 방출한다. 철 입자들이 작고 잘 섞여 있으면(1 센티미터 이하) 철은 산화되어 맨틀에 갇히고, 중심핵을 형성하지 못한다.3. 특징
핵이 있는 행성과 없는 행성의 반지름 차이는 수 퍼센트 이내로 거의 비슷하다. 이 때문에 질량과 반지름만으로 행성에 핵이 있는지 없는지를 가려내기는 어렵다.[9] 무핵 행성과 핵을 가진 행성의 예측 크기는 몇 퍼센트 내에서 유사하므로, 측정된 행성의 질량과 반경을 기반으로 외계 행성의 내부 구성을 해석하기가 어렵다.[4]
완전한 핵이 없는 행성은 용융된 핵을 가지고 있지 않으며, 따라서 자기장도 가지고 있지 않다. 핵이 있는 행성과 예측되는 핵이 없는 행성의 크기는 몇 % 밖에 차이가 나지 않아, 질량과 반지름 측정만으로는 외계 행성의 내부 조성을 예측하기 어렵게 한다.
3. 1. 자기장
다이너모 이론에 따르면 지구 자기장은 금속성의 중심핵이 유체처럼 흐르기 때문에 발생한다.[7][8] 그러나 슈퍼지구와 같은 무핵 행성의 경우, 질량이 커서 내부 물질을 짓누르는 힘이 지구보다 크며, 이 때문에 내부 물질의 점성이 커지고 녹는점이 높아져 여러 층으로 분화되지 않는다.[7] 따라서 중심핵 없이 맨틀만으로 이루어진 구조가 될 수 있다. 지구에서 암석 형태로 존재하는 산화 마그네슘은 슈퍼지구의 맨틀에서 높은 압력과 온도로 액체 금속 상태가 되어 자기장을 발생시키는 원인이 될 수 있다.[7][8][2][3]완전한 핵이 없는 행성은 용융된 핵을 가지고 있지 않으므로 자기장도 가지고 있지 않다. 핵이 있는 행성과 예측되는 핵이 없는 행성의 크기는 몇 % 밖에 차이가 나지 않아, 질량과 반지름 측정만으로는 외계 행성의 내부 조성을 예측하기 어렵게 한다.
4. 같이 보기
참조
[1]
논문
Coreless Terrestrial Exoplanets
[2]
웹사이트
Super-Earths Get Magnetic 'Shield' from Liquid Metal
http://www.space.com[...]
2012-11-22
[3]
논문
The Effect of Lower Mantle Metallization on Magnetic Field Generation in Rocky Exoplanets
2013
[4]
논문
A Framework for Quantifying the Degeneracies of Exoplanet Interior Compositions
2010
[5]
논문
Coreless Terrestrial Exoplanets
[6]
논문
Coreless Terrestrial Exoplanets
[7]
웹사이트
Super-Earths Get Magnetic 'Shield' from Liquid Metal
http://www.space.com[...]
2012-11-22
[8]
문서
The Effect of Lower Mantle Metallization on Magnetic Field Generation in Rocky Exoplanets
http://arxiv.org/abs[...]
2013-04-25
[9]
문서
A Framework for Quantifying the Degeneracies of Exoplanet Interior Compositions
http://arxiv.org/abs[...]
2009-12-16
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