원시 행성

3. 태양계의 원시 행성

태양계에서는 미행성들의 충돌로 수백 개의 행성 원반이 생성되었는데, 이들은 세레스와 명왕성 정도의 크기였을 것으로 추정된다. 이 천체는 10²² 에서 10²³ kg의 질량, 2000km~3000km의 지름을 가지고 있었다.^[40]

거대 충돌 가설에 따르면, 달은 태양계의 형성 및 진화 초기에 테이아라는 가상의 원시 행성과 지구의 거대한 충돌로 형성되었다.^[5][6][7]

태양계 내부에 비교적 온전하게 남아있는 원시 행성으로는 소행성 세레스, 팔라스, 베스타가 있다.^[41] 프시케는 다른 물체와의 격렬한 충돌로 바깥쪽의 암석층이 벗겨진 채 살아남은 것으로 보이며,^[8] 소행성 메티스 또한 프시케와 유사한 기원을 가졌을 수 있다.^[9] 소행성 루테티아 역시 원시 행성과 유사한 특징을 가지고 있다.^[10][11] 카이퍼 벨트의 왜행성 또한 원시 행성으로 불리기도 한다.^[12]

철 운석이 지구에서 발견된 것으로 보아, 한때 소행성대에 금속 핵을 가진 다른 원시 행성들이 있었고, 이들이 붕괴되면서 이러한 운석의 기원이 되었을 가능성이 높다.

4. 태양계 외부의 원시 행성

2013년 2월, 천문학자들은 HD 100546 별 주위의 가스와 먼지 원반에서 형성되는 원시 행성 후보를 처음으로 직접 관측했다.^[13][14] 이후 관측 결과는 가스 원반에 여러 개의 원시 행성이 존재할 수 있음을 시사한다.^[15]

AB 마차부자리의 가스 원반에 위치한 또 다른 원시 행성 AB Aur b는 가스 행성의 가장 초기 형성 단계에 있을 수 있다. AB Aur b는 확인된 가장 큰 외계 행성 중 하나이며, 해왕성이 지구의 태양으로부터 떨어진 거리의 세 배나 되는 먼 궤도를 가지고 있다. AB Aur b에 대한 관측은 스바루 망원경과 허블 우주 망원경으로 이루어졌으며, 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 기존의 생각을 뒤집을 수 있다.^[16]

원시 행성 원반의 고리, 틈, 나선, 먼지 농축 및 그림자는 원시 행성에 의해 발생할 수 있지만, 이러한 구조는 완전히 이해되지 않았으므로 원시 행성의 존재에 대한 확실한 증거로 간주되지는 않는다.^[17] 원시 행성이 원반에 미치는 영향을 연구하는 새로운 방법 중 하나는 가스 속도 지도의 형태로 원시 행성 원반에 대한 원자 및 분자 천체 물리학 관측이다.^[17] HD 97048 b는 가스 속도 지도에서 꺾인 형태로 원반 운동학에 의해 감지된 최초의 원시 행성이다.^[18]

4. 1. 확인된 원시 행성 목록

4. 2. 확인되지 않은 원시 행성

5. 원시 행성에서 행성으로

체임벌린-몰턴 미행성체 가설과 빅토르 사프로노프의 이론에 따르면, 행성계 초기에는 가스와 먼지로 이루어진 원시 행성 원반이 별을 공전한다. 이러한 물질에 중력이 작용하여 점차 큰 덩어리를 형성하고, 일부는 미행성체 크기에 도달한다.^[1][2]

미행성체의 충돌로 수백 개의 더 큰 행성 원시체가 생성되었고, 이들은 수억 년에 걸쳐 서로 충돌했다. 이 충돌 과정에서 원시체들은 더 적지만 더 큰 원시체들로 통합되었고, 결국 소수의 원시체만 남아 행성 형성을 완료했다.^[3]

초기 원시 행성은 더 많은 방사성 원소를 가지고 있었으며,^[4] 시간이 지나면서 방사성 붕괴로 인해 그 양이 감소했다. 방사성, 충돌, 중력 압력으로 인한 가열은 원시 행성이 부분적으로 녹게 만들었다. 녹은 부분에서 무거운 화학 원소는 중심부로 가라앉고, 가벼운 원소는 표면으로 떠오르는 행성 분화 과정이 일어났다. 일부 운석의 조성을 통해 일부 소행성에서도 분화가 일어났음을 알 수 있다.

미행성체는 폭주 성장과 과점 성장을 거쳐 원시 행성으로 성장하며, 이후 원시 행성 간의 거대 충돌을 통해 현재의 태양계 행성이 형성되었을 것으로 추측된다.

5. 1. 폭주 성장과 과점 성장

5. 2. 거대 충돌

5. 3. 거대 충돌 이후

• 원반 가스가 어느 정도 남아있는 시기에 목성의 영년 공명이 원시 행성의 궤도를 타원형으로 만들어 거대 충돌을 유발했다는 가설.
• 원시 행성 간의 거대 충돌로 인해 주변에 흩뿌려진 다수의 파편과의 역학적 마찰에 의해 행성의 궤도 이심률과 궤도 경사각이 낮아졌다는 가설.

참조

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