태양계(Solar System)

태양계

태양계는 항성인 태양과 그 중력에 이끌려 있는 주변 천체가 이루는 체계를 말합니다.

 

◆ 태양계의 구성

태양을 중심으로 공전하는 행성은 소행성대를 기준으로 안쪽에 있는 네 개의 고체 행성(지구형 행성)인 수성, 금성, 지구, 화성과 바깥쪽에 있는 네 개의 유체 행성(목성형 행성)인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성으로 알려져 있습니다.

 

행성 외에도 태양계의 구성 천체로는 소천체로 이루어진 띠도 있는데 화성과 목성 사이에 있는 원반 모양의 소행성대의 천체 무리는 대부분 지구형 행성과 비슷한 성분을 지니고 있습니다.

 

카이퍼 대와 그 소집단 산란 분포대는 해왕성 궤도 너머에 있으며, 이곳의 천체는 대부분 물, 암모니아, 메탄 등이 얼어 있는 형태로 구성되어 있습니다. 소행성대와 카이퍼대, 산란 분포대의 천체 세레스, 명왕성, 하우메아, 마케마케, 에리스는 행성만한 힘은 별로 없지만 자체 중력으로 구형을 유지할 만큼 크다고 인정되어 왜행성이라고 불립니다.

 

태양계의 가장 바깥쪽 가장자리에 위치한 가상의 지역인 오르트 구름은 태양 주위를 도는 혜성을 포함해, 주로 물, 암모니아, 메탄과 같은 휘발성 물질로 구성되어 있는데, 이 물질들은 그 지역의 극도로 추운 온도로 얼어 있습니다. 오르트 구름은 태양으로부터 약 2,000 천문단위(AU)에서 최대 10만 AU까지 확장될 것으로 믿어지고 있습니다. 참고로, 1 AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리입니다(약 1억 5천만km).

 

행성 여섯 개(지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성)와 왜행성 네 개(명왕성, 에리스, 하우메아, 마케마케)는 위성을 가지고 있습니다. 목성형 행성은 자체적인 고리를 가지고 있으며 목성, 토성은 가스 행성이고, 천왕성, 해왕성은 거대 얼음 행성입니다.

 

◆ 태양계의 기원

현재 태양계의 기원을 설명하는 가장 정확하고 현대적인 이론은 성운 가설 또는 태양 성운 이론입니다.

• 분자 구름 붕괴 : 태양계는 거대한 분자 구름, 즉 성간 가스와 먼지의 광대한 지역의 붕괴로부터 시작되었습니다. 이 붕괴는 근처의 초신성 폭발이나 지나가는 충격파에 의해 촉발되었을 가능성이 높고, 또한 구름의 중력으로 구름을 수축시키고 회전하게 되었습니다.
• 원시 행성계 원반 형성 : 분자 구름이 붕괴하면서 원시 행성 원반 또는 태양 성운이라고 불리는 회전 원반을 형성했습니다. 대부분의 질량이 집중된 원반의 중심 영역은 결국 태양이 되었습니다. 원반의 나머지 부분은 가스, 먼지 입자, 그리고 얼음으로 구성되어 있었습니다.
• 미행성의 강착 : 원시 행성 디스크 내에서 정전기 힘과 응고와 같은 다양한 물리적 과정으로 인해 작은 먼지 알갱이들이 충돌하고 서로 달라붙었습니다. 시간이 지나면서, 이 알갱이들은 미행성이라고 불리는 더 큰 물체로 성장했고 추가적인 충돌과 중력을 통해 미행성은 계속해서 더 많은 물질을 축적하여 원시 행성을 점진적으로 구축되었습니다.
• 지구와 목성의 형성 : 원시 행성계 원반의 내부 영역에서 온도가 더 높은 태양에 더 가까운 곳에서 암석 물질이 수성, 금성, 지구, 화성과 같은 지구형 행성들을 형성하기 위해 합쳐졌습니다. 온도가 더 낮은 원반의 바깥쪽 지역에서는 물, 암모니아, 메탄과 같은 얼음이 더 풍부했습니다. 이것은 원시 행성들이 크게 자라게 하고, 주로 수소와 헬륨과 같은 상당한 양의 가스를 축적하게 하여 목성과 토성과 같은 가스 행성을 탄생시켰습니다.
• 후기 대폭격 : 41억년에서 38억 년 전 사이에, 태양계는 후기 대폭격이라고 불리는 시기를 경험했습니다. 이 기간 동안, 내부 태양계 전체에 걸쳐 소행성과 혜성에 의한 충돌 비율이 증가했습니다. 이러한 충돌은 행성과 달의 표면을 형성하는 데 중요한 역할을 했습니다.
• 달과 위성 형성 : 일부 원시 행성들은 중력 상호 작용을 통해 더 작은 물체들을 포착하여 달과 위성의 형성을 이끌었습니다. 예를 들어, 지구의 달은 화성 크기의 물체가 초기 지구와 충돌하여 형성되었다고 믿어집니다.
• 최종 유성 구성 : 수백만 년에 걸쳐 원시 행성계 원반은 점차 소멸되었습니다. 물질은 성장하는 행성에 강착하거나, 항성풍에 의해 날아가거나, 원반 내의 다른 영역으로 이동했고 중력적 상호작용과 동적 효과를 통해, 행성들은 현재의 궤도에 안착했습니다.