성운 가설에 따르면 태양과 행성은 46 억 년 전에 거대한 먼지와 가스 구름으로 형성되었습니다. 이것은 중심에 태양이 형성되고, 나머지 물질은 행성이 형성되는 원반 디스크를 형성하는 것으로 시작되었습니다. 외부 태양계의 행성은 주로 가스 (즉, 가스 자이언트)로 구성되어 있지만, 태양에 가까운 행성은 규산염 광물과 금속 (즉, 지구 행성)으로 형성됩니다.
이 모든 일이 어떻게 일어 났는지를 잘 알고 있지만, 태양계 행성이 수십억 년 동안 어떻게 형성되고 진화했는지에 대한 문제는 여전히 논쟁의 대상입니다. 새로운 연구에서 하이델베르크 대학교 (University of Heidelberg)의 두 연구원은 지구의 형성과 생명의 출현과 진화 모두에서 탄소의 역할을 고려했습니다.
그들의 연구,“초기 성운에서의 탄소 먼지의 공간 분포와 천체의 탄소 함량”은 최근 저널에 실렸다. 천문학과 천체 물리학. 이 연구는 하이델베르크 대학의 이론 천체 물리 연구소의 Hans-Peter Gail과 하이델베르크 지구과학 연구소의 마리오 트리 엘 로프 (Mario Trieloff)와 코스모 화학의 Klaus-Tschira-Laboratory가 수행했습니다.
그들의 연구를 위해,이 쌍은 지구의 생명체에 필수적인 탄소 원소가 행성 형성에서 어떤 역할을하는지 고려했다. 본질적으로 과학자들은 태양계 초기 (여전히 먼지와 가스의 거대한 구름이었을 때)에는 탄소가 풍부한 물질이 외부 태양계에서 내부 태양계로 분배되었다고 생각합니다.
물, 암모니아 및 메탄과 같은 휘발성 물질이 얼음으로 응축 될 수있는“냉동선”을 넘어서서 냉동 된 탄소 화합물이 포함 된 몸체. 태양계 전체에 물이 분포 된 방식과 마찬가지로,이 물체들은 궤도에서 쫓겨나 태양쪽으로 보내 져서 휘발성 물질을 행성 행성에 분배하여 결국 지구 행성이 될 수 있습니다.
그러나 원시 물질을 지구에 분포시킨 유성 종류를 비교할 때 – 일명. 콘드 라이트 운석 – 특정 불일치가 있음을 알 수 있습니다. 기본적으로 탄소는 고대 암석에 비해 지구에서 비교적 드문 편이며, 그 이유는 미스터리로 남아 있습니다. 이 연구의 공동 저자 인 Trieloff 교수는 하이델베르크 대학의 보도 자료에서 다음과 같이 설명했다.
“지구상에서 탄소는 비교적 드문 요소입니다. 지구 표면에 가깝게 풍부하지만 지구의 전체 물질의 일부로 1/1000의 절반에 불과합니다. 그러나 원시 혜성에서 탄소의 비율은 10 % 이상이 될 수 있습니다.”
“소행성과 혜성에서 탄소의 상당 부분은 매우 높은 온도에서만 증발하는 장쇄 및 분 지형 분자에있다”고 연구 책임자 인 Grail 박사는 덧붙였다. "태양과 행성이 시작된 태양 성운에서 탄소 반응을 시뮬레이션하는 표준 모델을 기반으로 지구와 다른 지구 행성은 최대 100 배 더 많은 탄소를 가져야합니다."
이 문제를 해결하기 위해 두 연구는 태양이 원형 디스크를 가열 한 단기 플래시 가열 이벤트가이 불일치를 담당한다고 가정 한 모델을 구성했습니다. 그들은 또한 작은 태양 행성과 지구 행성이 형성되기 전에 태양계 내부의 모든 물질이 1,300 ~ 1,800 ° C (2372 ~ 3272 ° F)의 온도로 가열되었다고 가정했습니다.
Grail 박사와 Trieloff 박사는이 증거가 연골로 알려진 녹은 물방울에서 형성되는 운석의 둥근 입자에 있다고 믿습니다. 최대 몇 퍼센트의 탄소로 구성 될 수있는 콘드 라이트 운석과는 달리, 콘드 룰은이 요소를 크게 고갈시킵니다. 그들은 chondrules가 운석을 형성하기 위해 발생하기 전에 일어난 동일한 플래시 가열 사건의 결과라고 주장했다. Gail 박사가 지적한 바와 같이 :
“콘드 룰 형성 모델에서 파생 된 온도의 급상승 만이 오늘날 행성의 적은 양의 탄소를 설명 할 수 있습니다. 이전 모델들은이 과정을 고려하지 않았지만, 우리가 알고있는 지구 생물권의 진화를 가능하게 한 정확한 양의 탄소에 대해 감사해야 할 것 같습니다.”
간단히 말해, 연골 암 물질에서 발견 된 탄 소량과 지구에서 발견 된 탄 소량의 불일치는 원시 태양계의 강한 가열에 의해 설명 될 수 있습니다. 지구가 chrondritic 재료로 형성됨에 따라 극도의 열로 인해 자연 탄소가 고갈되었습니다. 이 연구는 천문학에서 진행되고있는 미스터리에 대한 정보를 제공 할뿐만 아니라 태양계의 삶이 어떻게 시작되었는지에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
기본적으로 연구원들은 지구의 생명체를 위해 태양계 내부의 플래시 열 사건이 필요할 수 있다고 추측합니다. 우리 행성으로 통합 된 원시 물질에 탄소가 너무 많으면 결과는“탄소 과다 복용”일 수 있습니다. 탄소가 산화 될 때, 주요 가열 온실 가스 인 이산화탄소를 형성하여 가열 효과가 급격히 증가하기 때문입니다.
이것은 행성 과학자들이 금성에 일어났다 고 믿고 있는데, 풍부한 CO2의 존재 – 태양 복사에 대한 노출 증가와 함께 오늘날의 지옥 같은 환경으로 이어졌습니다. 그러나 지구상에서 실리케이트-카보네이트 사이클에 의해 이산화탄소가 대기에서 제거되어 지구가 균형 잡힌 생명 유지 환경을 달성 할 수있게되었습니다.
Trieloff 박사는“100 배 더 많은 탄소가 온실 가스의 효과적인 제거를 허용 할 수 있을지 여부는 최소한 의심 스럽다”고 말했다. “탄소는 더 이상 탄산염에 저장 될 수 없었으며, 오늘날 지구의 CO2가 대부분 저장되어 있습니다. 대기 중이 많은 이산화탄소는 해양이 증발하고 사라질 정도로 심각하고 돌이킬 수없는 온실 효과를 일으킬 것입니다.”
지구상의 생명체가 탄소 기반이라는 것은 잘 알려진 사실입니다. 그러나 초기 태양계의 상황으로 인해 지구가 두 번째 금성으로 변할 수있는 탄소의 과다 복용을 막았다는 것을 알면 흥미 롭습니다. 우리가 알고 있듯이 탄소는 삶에 필수적 일 수 있지만, 너무 많으면 탄소가 죽을 수 있습니다. 이 연구는 여분의 태양계에서 생명을 구할 때 유용 할 수있다.
먼 별들을 조사 할 때 천문학 자들은“내부 시스템에서 탄소 과다 복용을 막기 위해 원시 조건이 충분히 뜨거웠습니까?”라고 물을 수있었습니다. 이 질문에 대한 답은 Earth 2.0 또는 다른 금성 세계를 찾는 것의 차이 일 수 있습니다!
