성운설
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태양의 기원 |
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성운설 |
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가스와 티끌로 된 거대한 성운이 회전하여 만들어졌다는 설입니다. |
1755년 독일의 철학자 임마누엘 칸트가 태양계의 기원을 최초로 주장하였어요.
가스와 티끌로 이루어진 거대한 성운이 회전하면서 납작해져 중심에는 태양이,
주변에는 행성이 생겼다는 것이죠. 이 설을 성운설이라고 합니다.
그 후 1796년 프랑스의 수학자이며 천문학자인 라플라스는 칸트의 이론을 좀 더
세련되게 발전시켰습니다. 회전하는 성운이 수축하며 중심에 원시태양이 생겼으며
그 주변에는 성운 물질이 퍼져 나가는데 각운동량 보존의 법칙에 따라 더 이상
수축하지 않는 영역이 생기며 이 영역에 성운의 고리가 만들어져 이 고리가 행성과
위성이 되었다는 것이었죠.
각운동량 보존의 법칙은 간단합니다. 중심으로 다각면 회전이 빨라지고, 중심에서
멀어지면 회전이 느려지는 것입니다. 따라서 성운이 수축되면 성운의 물질들은
중심으로 더욱 가까이 다가가므로 회전이 빨라집니다. 이 빨라진 회전에 의해
밖으로 튕겨 나가려는 원심력이 커져 더 이상 중심으로 끌려 가지 않고 어느 선에서
멈추어 균형을 이룬다는 것이죠.
라플라스의 이론은 성운의 고리에서 행성과 위성이 어떻게 생겼는지를 설명할 수가
없으며 태양의 각운동량이 작은 이유를 설명하지 못하는 단점이 있습니다.
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태양 근처를 지나는 별이 태양 물질을 당겨 내어 행성을 형성했다는 것입니다. |
1905년 미국의 천문학자 몰턴은 태양 주변을 지나던 별이 그 인력으로 태양물질을 끌어
내어 그 물질들이 뭉쳐 태양 주위에 행성과 위성을 만들어다는 조우설을 주장하였죠.
조우란 우연히 만났다는 의미입니다.
1911년 영국의 천문학자인 진스는 몰턴의 조우설을 발전시켰죠.
태양에서 튕겨 나온 물질이 시가(미국 담배)형태로 나와 목성과 토성을 만들었다는 것이죠.
1939년 미국의 천문학자 스핏저는 태양에서 방출된 물질은 뜨거운 고온의 기체여서
그 열기로 인해 사방으로 퍼지지 뭉칠 확률은 아주 작다는 수 없다는 이론을 발표하여
조우설은 끝나고 말았습니다.
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성운이 수축하면서 태양과 행성을 만들었다는 것이죠. |
최근의 연구 결과 태양계는 다음과 같은 단계를 거쳐서 형성되었다고 여겨집니다.
제 1 단계 ; 태양계 성운 단계
45억년전 우리 은하 오리온 나선팔에 위치한 거대한 성운이 중력에 의해
수축되면서 여러개의 작은 덩어리로 갈라졌는데 그 중의 하나가 바로
태양계의 성운이었습니다. 태양계 성운은 수축을 하면서 크기는 작아지고
회전속도는 빨라진 것이죠. 드디어 가운데가 불룩한 원반 모양이 되었습니다.
제 2 단계 ; 원시 태양 단계
태양계의 서운의 중심부에 원시태양이 형성되고 원시태양이 수축하면서
줄어든 위치에너지가 열에너지로 변하여 원시태양에서 빛이 나오기 시작하
였어요. 원시태양에서 거리가 먼 곳은 기체들이 얼어 얼음의 형태를 띠고
가까운 곳은 암석들이 생깁니다. 이것들의 크기는 너무 작아 티끌을 이룹니다.
제 3 단계 ; 원시행성과 원시 위성 단계
윗 단계에서 생긴 티끌입자들은 중력에 의해 원반 중심으로 끌려 들어가는데
약 1000만년정도의 시간이 걸린다고 합니다. 이렇게 원반 중심으로 티끌이
낙하하는 과정에서 서로 뭉치고 엉겨 붙어 수 mm 크기의 큰 입자들이 만들어
지는거죠. 원시태양이 있는 중심부로 낙하하는 것이 아니라 원반의 중심으로
낙하하는 것입니다. 이렇게 하여 태양계 성운은 중심부에는 원시태양이,
원반에는 큰 입자 티끌이 만들어 진 것입니다.
원시태양의 강한 중력에 의해 불안정해진 입자들이 서로 응결하여 수십 km
크기의 미행성체가 수억개 만들어 졌습니다. 이 미행성체들이 원시태양 주위를'
공전하면서 서로 합쳐져 원시 행성이 만들어지고 그 중력으로 주변에 작은
물체들을 끌어 모아 원시 위성을 만들었습니다.
제 4 단계 ; 태양과 행성 단계
수 많은 미행성들이 충돌하면서 살아 남은 것들은 지금의 행성이, 그렇지 못한 것들은
소행성이나 혜성이 되었다고 여겨집니다. 원시 행성이 현재와 같은 행성이 되는데
적어도 1억년은 걸렸다고 여겨집니다.
원시태양도 서서히 진화하여 주계열성(불탁 있는 일반 별들)이 되어 그 중심에서
수소핵 융합반응을 일으켜 복사에너지(빛)을 방출하여 오늘에 이르고 있습니다.
방출되는 태양의 복사에너지(빛)는 성운의 기체와 티끌들을 모두 멀리 날려 버려
오늘날과 같이 깨끗한 태양계가 된 것이죠.
이상이 태양계 생성의 현대 학설입니다. 참 복잡하죠. 컴퓨터로 계산하고 또 계산하여
지금까지 가장 그럴 듯한 학설인데 더 좋은 학설이 나오기 전까지는 그 위력을 발휘하겠지요.