태양계의 형성 과정

태양계 행성들은 모두 미세한 먼지 같은 물질들이 모여 만들어진 것입니다.그 먼지들의 크기는 담배연기 속에 든 먼지 입자 정도크기 입니다.은하는 성운이라고 부르는 흐르는 가스 구름으로 채워져 있습니다.이 가스 구름이 태양계 행성을 만든 원재료 입니다.이렇게 태양계 행성은 미세먼지들이 뭉쳐져서 만든것이라고 처음으로 주장한 학자는 철학자 칸트와 수학자 라플라스입니다.그들은 하늘의 행성 궤도들이 모두 같은 방향으로 움직으는 것을 발견했습니다.그래서 태양계 행성은 태양계 형성기에 태양 주위를 둘러싸던 먼지와 가스 구름의 유물일  것으로 짐작했습니다.태양계 행성은 초기에 원반 형태의 미세 먼지 덩이리에서 시작하였습니다.먼지들은 신성인 태양을 기준으로 원시 태영계 적도 평면에 모였습니다.중력 불안정이라고 먼지 입자들이 큰 덩이리를 형성합니다.이렇게 자란 태양계 행성 배아들은 새로운 힘 중력을 본격적으로 갖게 되었습니다.진공 상태에 물질이 있으면 서로 잡아당기는 힘이 생깁니다.이것이 중력의 힘입니다.크기가 클수록 중력도 커지게 됩니다. 이렇게 태양계 행성 배아들은 서로를 잡아당기며 산만한 크기에서 행성만한 크기로 성장하게 됩니다. 가까운 달만 보더라도 달 표면에 움푹 패인 부분이 있습니다.이것이 태양계 행성 들이 만들어진 초기에 서로서로의 덩어리에 부딪힌 증거입니다.지구에도 아직 그렇게 파인 곳이 남아있기도 합니다.태양계 행성들이 초기에 서로서로의 덩어리를 끌어당기기 시작할 때 태양계는 포격전이 막 시작된 모습입니다.곳곳에서 천체이 산산조각 나는 충돌들이 계속 일어났습니다.태양계 행성 생성 초기에는 이렇게 행성이 깨진 조각들 천지였을 것으로 추측합니다.

행성과 소행성을 비롯한 태양계 구성원들이 형성되는 것을 이해하기 위해서는 차갑고 매우 낮은 압력 상태의 성을 이해해야합니다.이러한 상태에서 보통의 물질은 고체나 기체 상태로 존재할 것입니다.그런데 문제는 중심의 원시 태양입니다.원시 태양이 있던 자리는 질량중심이라고 보면 되는데,물질들이 그것을 향해 모여 들었으니 당연히 온도는 상승할 것입니다.그래서 당시 원시 태양 근체의 온도는 대략 2천도 정도로 추측하고 있습니다.만약 태양 근처의 물질들이 있으면 높은 온도에 의해 대부분 승화되어 기체가 될것입니다.마찬가지로 디스크의 중간부분을 넘어가게 되면 온도가 현저하게 떨어져 이들은 대부분 고체상태로 존재하게 될 것이고 그후 원시 태양이최초로 빛을 발하게 되어 주변으로 강력한 태양풍을 발사시켜 주변의 먼지를 날려버렸습니다. 이 중 높은 온도에 의해 기체로 상태가 변한 가벼운 물질이나,수소같은 원자들은 바깥으로 밀려나게 됩니다. 그리고 비교적 무거운 기체인 물이나 암모니아,메탄 등은 어느정도 남아있게 되며,무거운 금속성 원자들은  거의 제자리를 유지합니다.

한편 현재의 화성과 목성 궤도 사이 바깥쪽은 온다고 170K 밑으로 떨어지게 되는데,마침 이 온도는 당시 상태에서 기체의 물이 얼음으로 승화되는 지점입니다.까라서 이지점을 얼음선이라고 부르고 있습니다.이 얼음선 바깥부분에서는 수증기가 모두 얼음으로 승화되며,기체상태와는 달리 이들은 고체이기 때문에 다른 고체물질들과의 결합이 쉬워져 이들은 비교적 빠른 속도로 뭉쳐 질량을 빠르게 늘려가게 됩니다.이 얼음선을 기준으로 바깥에 위치한 영역에서는 거대한 행성이 만들어 질 수 있었습니다.그 행성들이 오늘날 목성,토성,천왕성,해왕성입니다. 또한 이런식의 설명은 왜 가스행성이 크고 암석행성이 작은지 어느정도 설명할 수 있습니다.암석형 행성은 주로 무거운 입자들로 구성되어 있습니다.때문에 우주에서 그 비율이 상당히 희박합니다.그러한 점은 태영계가  형성될 50억년 전에는 더 심했을 것이라 추측합니다.때문에 이들로 구성된 암석형 행성은 그 크기가 당연히 작을 수 밖에 없었던 것입니다.반면 수소와 헬륨은 우주에서 95% 이상을 차지하는 매우 풍부한 물질들이였기 때문에 성운 자체에서도 이들의 질량이 엄청나게 커지고,그래서 가스형 생성들이 이렇게 커다란 것입니다.

소행성이나 혜성이 지나간 자리에 남아 있던 작은 조각들은 지구가 지나갈 때 지구의 인력 때문에 지구 표면으로 떨어집니다.이 조각들은 지구의 기권에서 대기와의 마찰로 빛을 내며 타는 것을 유성이라고 하며,대기 중에ㅐ서 다 타지 않고 지표로 떨어진 것을 운석이라고 합니다.소행성이나 혜성을 이루는 물질들은 태양계의 생성 초기에 만들어졌다고 알려져 있으므로,운석을 조사하면 태양계와 지구의 생성에 대하여 많은 것을 알수 있습니다. 운석에 포함된 루비듐이나 스트론튬과 같은 어려가지 방사성 원소의 \반감기를 이용하여 운석의 나이를 측정하면 대부분 45억~46억년 사이의 값이 측정됩니다.또 아폴로 우주선이 달에서 가지고온 월석을 이용한 측정에서도 운석을 측정했을 때와 비슷한 값을 얻을 수 있었습니다.따라서 지구와 달을 비롯한 태양계 천체들의 나이는 약 46억년이라고 예상할 수 있습니다.