행성 과학의 근본적인 문제 중 하나는 내부 태양계의 행성 체가 어떻게 형성되고 진화했는지를 결정하는 것입니다. 새로운 컴퓨터 모델에 따르면 명왕성 및 에리스와 같은 커다란 Kuiper Belt 객체와 같은 큰 물체는 행성 형성 후기 단계에서 지구, 달, 화성을 가혹하게하여 중금속을 행성 표면으로 가져 왔을 가능성이 있습니다. NASA Lunar Science Institute의 여러 연구자들이 만든이 모델은 놀랍게도 지구가 어떻게 금속을 좋아하는지, 맨틀에서 발견 된 금과 백금과 같은 원소를 유지하는 방법, 태양의 내부 구조 등 태양계의 여러 퍼즐을 해결합니다 달은 실제로 젖었을 수 있고 소행성의 크기에 이상한 분포가 있습니다.
연구팀을 이끈 사우스 웨스트 연구소 (Southwest Research Institute)의 빌 보트 크 (Bill Bottke)는“행성 후반기에 일어난 일의 대부분의 증거는 시간이 지남에 따라 지워졌다. "이러한 세계를 추적해온 흔적은 꽤 추워서 우리가 가진 정보에서 더 많은 정보를 발굴하고 오래 지속되는 문제에 대한 답변을 얻을 수 있다는 것은 매우 흥미로울 것입니다."
Bottke는 Space Magazine에이 새로운 모델의 이야기는“한 눈에 보는 것만 큼 복잡하지 않다”고 말했다. "여기에는 많은 개념이 포함되어 있으며 일부 개념은 실제로 잠시 동안 존재했습니다."
Bottke와 그의 팀은 저널에 결과를 발표했습니다 과학.
연구자들은 초기 지구와 다른 화성 크기의 행성 체 사이에 큰 영향을 미쳐서 우리의 달이 어떻게 만들어 졌는지에 대한 널리 인정 된 이론으로 시작했습니다. "이것은 지구가 겪은 가장 충격적인 사건이었으며, 아마도 지구와 달이 모두 핵심을 형성했을 때였습니다."라고 Bottke는 말했습니다.
무거운 철은 두 몸의 중심으로 떨어졌고, 레늄, 오스뮴 백금, 팔라듐 및 금과 같은 소위 고 친수성 또는 금속을 좋아하는 원소는 여파로 철과 다른 금속을 따라갔습니다. 달 형성 사건의,이 몸의 바위 같은 빵 껍질 그리고 외투에는이 성분이 없다.
Bottke는“이러한 요소는 금속을 따르는 것을 좋아합니다. 따라서 금속이 코어로 배수되는 경우 이러한 요소는 금속과 함께 배수되기를 원할 것입니다. 이것이 맞다면 맨틀에서 나온 암석은 거의 친수성 성분을 갖지 않아야 할 것입니다. 그러나 놀랍게도, 그것은 우리가 보는 것이 아닙니다. 우리가 기대하는 것보다 10 만 정도 정도는 200 배 미만으로 덜 풍부합니다.”
Bottke는이 문제는 1970 년대 이래로 문제에 어떻게 대응할 수 있는지에 대한 다양한 제안과 함께 논쟁 거리가되었다고 말했다.
“가장 가능한 해답은 달 형성 영향이 일어난 후, 행성 형성의 후기 단계에서 지구에 부딪히는 다른 것들, 더 작은 물체, 그리고이 작은 물체들이이 요소들을 보충하고 우리에게 풍요 로움을주었습니다. 오늘 참조하십시오. 이것이 우리가 늦게 accretion이라고 말하는 것입니다.”
달에서도 같은 일이 일어나고있었습니다. 그러나이 시나리오에는 문제가있었습니다. 달의 암석에 비해 지구상의 이러한 요소의 비율은 약 1000 대 1입니다.
Bottke는“지구의 중력 단면은 달의 약 20 배에 달합니다. 따라서 달에 부딪 치는 모든 물체에 대해 약 20 개가 지구에 부딪쳐 야합니다. 그리고 늦은 인수로 인해 이러한 요소가 전달되면 약 20 대 1의 비율이 있어야합니다. 그러나 이것은 우리가 보는 것이 아니라 1000 대 1의 비율을 보는 것입니다.”
행성 역학자 인 Bottke는 SWRI의 동료 David Nesvorny와 메릴랜드 대학교의 Richard Day, 메릴랜드 대학교의 James Day, 린다 Elkins-Tanton과 같은 지구 물리학 적-화학적 모델러와이 문제에 대해 논의했습니다. 매사추세츠 공과 대학.
그들은 대답을 제공하는 것처럼 보이는 컴퓨터 모델을 생각해 냈습니다.
Bottke는“이러한 물체로 룰렛을 재생하면서 달이 보지 못할 거대한 충격에 지구가 종종 맞고 있다는 것을 알았습니다. "이 결과는 행성 형성 기간이 끝날 때 지구와 달을 치는 것이 매우 큰 물체에 의해 지배되고 있음을 시사합니다."
이 모델은 지름이 2,400 – 3,200km (1,500-2,000 마일) 인 지구에서 가장 큰 영향을 미쳤으며 달에 대한 영향은 약 240 – 320km 인 것으로 예측했습니다.
Bottke는이를 "귀여운"결과라고했지만 더 많은 증거가 필요했습니다. 그래서 그들은 행성을 지은 것들, 마지막 소행성대에서 살아남은 마지막 인구를 살펴 보았습니다. Bottke는“Cere, Vesta, Pallas와 같은 대형 소행성을 찾을 수 있습니다.”라고 말하면서 500에서 900km에 큰 소행성이 있지만 다음으로 가장 큰 소행성은 250km에 불과합니다. 이것은이 모델에서 "중간"크기의 소행성이 관찰되지 않는 모델과 일치하는 크기와 일치했습니다.
다음으로 그들은 지구가 형성되었을 때부터 남은 매우 큰 충격 유역이있는 화성에 대해 보았습니다. 보리 얼리 스 분지를 포함하여 북반구와 남반구의 차이를 설명합니다. 붉은 행성.
“우리는 그 충격 유역을 만들 충격기의 크기를보고 투영했으며 크기 분포가 지구와 달에 대해 예측 된 것과 매우 유사하며 내부 소행성 벨트에서 발견되는 것과 매우 비슷하다는 것을 알았습니다.
따라서 이론적 근거, 지구와 달의 원소들로부터의 관측 증거, 그리고 화성에 대한 영향은 모두 행성 형성의 끝을 향한 물체의 크기 분포에 관한 것입니다.
그리고 그 의미는 무엇입니까?
Bottke는“그 당시 지구, 달, 화성에 무슨 일이 일어 났는지 예측할 수 있었으며 그것들은 우리가 표면에서 보는 것과 일치합니다. "화성에서 우리는 화성을 쳤어 야하는 가장 큰 발사체가 무엇인지에 대한 게임을 할 수 있으며, 화성에 형성된 큰 분지의 크기와 일치하며, 우리가 볼 수있는 많은 요소를 만들어 냈습니다."
Bottke는“달의 경우 가장 큰 영향은 250-300km이며 이는 남극 Aiken 분지의 크기와 비슷합니다. "지구의 경우,이 큰 영향 요인은 왜 이러한 영향 중 일부가 지구를 강타했지만 모든 요소가 지구의 핵심으로 이동하지는 않았는지 설명합니다."
Bottke는 합병증을 추가하면 실제로 가장 큰 영향 중 일부가 지구를 뚫고 나 왔으며 실제로 다른 쪽 (매우 조각난 상태)이 나오고 지구에 비가 내렸다고 말했다. "이것이 사실이라면, 지구 전체에 파편을 퍼뜨릴 수있는 방법을 제공합니다."그러나 "이물질이 행성 체 주위에 재분배되는 방법은 정말 흥미로운 질문입니다." 그 부분은 훨씬 더 많은 작업이 필요하며 우리가 수치 적으로 할 수있는 일의 바로 가장자리에 있습니다.”
한때 건조한 것으로 여겨졌지만 최근의 샘플 측정에 따르면 달 내부의 물에 관해서는 음력 맨틀의 수분 함량이 10 억 ~ 2 천억 분의 1 인 것으로 Bottke의 모델은이 문제를 해결할 수있었습니다. 발행물.
팀은“만약 사실이라면 달의 HSE 대부분을 전달한 것과 동일한 발사체도 물을 제공했을 가능성이있다”고 말했다. 뜨겁고 크게 기화 된 원핵 디스크를 통해 후대에 영향을 미치는 지구에서 성장하는 달까지”
Bottke는 왜 지구에 비해 작은 발사체가 달에 부딪히는지는 숫자 게임이라고 말했다. “우리는 특정 수의 큰 것, 중간 크기의 것, 작은 것의 수를 가진 인구로 시작합니다. “그리고 우리는 무작위로 그 인구에서 발사체를 선택하고 달을 때리는 큰 사람마다 20 명이 지구를 때렸습니다. 그리고 우리는 그 게임을하고, 발사체의 수가 제한되어 있다면, 달이이 집단으로부터 한두 번만 맞으면 지구가 20-30 번을 맞았다는 의미입니다. 대부분의 경우 – 우리가 보는 것.”
Bottke는이 연구를 통해 지구의 화학자들과 함께 일할 수있는 기회를 갖게되었다고 말했다.“지구 학자들은 행성 형성을 가져 오는 과정을 제한하는 데 도움이 될 수있는 흥미로운 것들을 가지고 있습니다. 문제는 때로는 훌륭한 정보가 있지만 작동 가능한 역동적 인 프로세스가 없다는 것입니다. 그래서 함께 일함으로써 우리는 몇 가지 흥미로운 결과를 얻을 수 있다고 생각합니다.”
Bottke는“제게 가장 흥미로운 것은 지구, 달, 화성에 존재하는 이러한 풍요 로움을 이용해 행성 형성에 관한 이야기를 실제로 할 수 있어야한다는 것입니다.
출처 : 과학, Bottke와의 전화 인터뷰
