중간 크기의 거대 가스 행성들은 행성 형성 이론에 도전한다.
(Intermediate Gas Giants Challenge Planet Formation Theory)
by Jake Hebert, Ph.D.
최근 다른 항성계에서 발견된 30개의 새로운 외계행성(exoplanets)들은 널리 알려진 세속적 행성 형성 이론에 또 다른 도전이 되고 있었다.[1, 2] 이 외계행성들은 우리 ‘거대 가스행성(gas giant)’인 토성이나 목성의 작은 버전이다. 최근의 조사에 따르면, 이러한 중간 크기의 거대가스행성들은 세속적 이론이 예측하는 것보다 10배 더 흔하다는 것이다.[3]
OGLE-2012-BLG-0950Lb 라고 불리는 이 중간 크기의 거대가스행성 중 하나는 질량이 지구의 39배이며, 반면에 토성은 지구 질량의 95배이다.
행성 형성(planet formation)에 대한 두 가지 주요한 세속적인 설명이 있다.[4] 그것들은 성운가설(nebular hypothesis, 성운설)의 변형으로, 항성이 형성되고 남겨진 거대한 가스와 먼지 원반으로부터 행성들이 생겨났다고 추정하는 것이다. 가장 인기 있는 모델은 ‘핵강착(부착) 모델(core accretion model)’이다. 먼지 입자들이 합쳐져서 큰 덩어리를 형성하게 되었고, 이 덩어리들이 합쳐져서 미행성(planetesimals)이라 불리는 더 큰 덩어리를 만들었고, 이들 미행성은 결국 '아기' 행성을 형성하게 되었다는 것이다. 수백만 년이 걸렸을 것으로 생각되는 이 과정은 지구형 행성(terrestrial planets)의 존재를 설명할 수는 있지만, 거대가스행성의 존재를 설명하는 것은 더 어려워진다.[4]
덜 인기 있는 또 다른 모델은 ‘원반불안정 모델(disk instability model)’이라고 불리는 것이다. 이 모델에 따르면, 그러한 원반은 빠르게 냉각된다면 불안정해질 수 있다는 것이다. 그래서 그것들은 단지 수천 년 만에 비교적 빨리 행성을 형성할 수 있는, 커다란 가스 덩어리들로 부서졌다는 것이다.[4]
앞에서 언급했듯이, 두 모델 모두 심각한 문제를 안고 있는 성운가설의 변종이다. 둘 다 예상보다 낮은 각운동량(angular momentum)을 특징으로 하는, 전반적인 태양의 느린 회전속도를 설명하는데 어려움이 있다. 일부 사람들은 이 문제를 태양의 회전속도가 느려졌기 때문이라고 변명하고 있다. 각운동량이 어떻게든 태양에서 줄어들었기 때문이라는 것이다. 핵심 단어는 ‘어떻게든(somehow)’이라는 단어다. 세속적 과학자들은 정확히 어떻게 태양이 각운동량을 잃어버렸는지에 대한 상세하고 정량적인 설명이 없다.[5, 6] 마찬가지로 최근 관측에 따르면, 일부 별들을 둘러싼 가스와 먼지 원반은 실제로 행성을 만들기에 충분한 질량을 갖고 있지 않다는 것이다.[7]
게다가, 많은 외계행성들은 성운설의 예상을 완전히 벗어난다. 성운설은 주어진 항성계의 행성들은 각 항성이 회전하고 있는 방향과 같은 방향으로 항성 주위를 공전할 것을 예측한다. 그러나 많은 외계행성들은 '잘못된' 방향으로 공전하고 있다![8, 9, 10]
최근 상당한 수의 중간 크기의 거대가스행성들의 발견은 핵강착모델에 또 다른 문제가 있음을 나타낸다. 핵강착모델에서 이들 가스형 행성들이 그들의 모항성으로부터 위치하는 거리에서 형성되기 위해서는, 엄청난 양의 고체물질이 필요하다고 예측한다. 암석/얼음 코어가 형성된 후, 수소와 헬륨은 핵 위와 주위로 강착되고, 처음에는 천천히, 그리고 점점 더 빨라져서, ‘탈주(폭주) 가스강착(runaway gas accretion)’이라고 불리는 과정으로 훨씬 빠르게 부착됐을 것이라고 추정한다.
그러나 탈주가스강착은 발달되는 가스형 행성이 지구 질량의 최소 약 20배의 질량을 갖고 있을 것을 필요로 한다. 이러한 임계 최소 질량에 도달하면, 탈주가스강착 과정은 너무도 빨라져서, 거대가스행성은 신속하게 풍선처럼 확장된다. 이런 이유로 가스형 행성은 해왕성처럼 상당히 작거나, 또는 목성이나 토성과 같이 매우 커야한다. OGLE-2012-BLG-0950Lb와 같은 중간 크기의 거대가스행성은 매우 희귀해야 하는 것이다.[2]
그러나 연구 결과에 따르면, 이러한 중간 크기의 아-토성(sub-Saturns)들은 예상보다 10배나 더 일반적이라는 것이다.[2, 3]
창조과학자들은 이러한 발견에 전혀 놀라지 않는다. 자연적 과정(natural processes)은 건설적이지 않고, 파괴적인 경향이 있다. 이런 이유로 밤하늘에서 볼 수 있는 수많은 경이로움들은 자연적 과정으로는 형성될 수 없다. 오히려 그것들은 하나님에 의해서 초자연적으로 창조되었던 것이다. ”태초에 하나님이 천지를 창조하시니라”(창 1:1).
References
1. Bartels, M. 2019. ‘Sub-Saturns’ May Force Scientists to Revise Idea of How Planets Form. Posted on space.com January 12, 2019, accessed January 15, 2019.
2. Nature’s Magnifying Glass Reveals Unexpected Intermediate Mass Exoplanets. Press Release. W. M. Keck Observatory. Posted on keckobservatory.org January 8, 2019 keckobservatory.org, accessed January 15, 2019.
3. Suzuki, D. et al. 2018. Microlensing Results Challenge the Core Accretion Runaway Growth Scenario for Gas Giants. The Astrophysical Journal Letters. 869 (2).
4. Redd, N. T. 2016. How Was Earth Formed? Posted on space.com October 31, 2016, accessed January 15, 2019.
5. Colgate, S. A. and A. G. Petschek. 1986. Angular Momentum: The cosmic pollutant. Los Alamos Science. Spring: 61-67.
6. Taylor, S. R. 2001. Solar System Evolution: A New Perspective, Second Edition. UK: Cambridge University Press: 63-64.
7. Hebert, J. 2018. Nebular Hypothesis Doesn’t Hold Together. Creation Science Update. Posted on ICR.org October 18, 2018, accessed January 15, 2019.
8. Thomas, B. 2009. Planet’s Reverse Orbit a New Twist in Old Evolutionary Story. Creation Science Update. Posted on ICR.org September 18, 2009, accessed January 15, 2019.
9. Thomas, B. 2010. Planet Formation Theory Collides with Backward-Orbiting Planets. Creation Science Update. Posted on ICR.org April 27, 2010, accessed January 15, 2019.
10. Thomas, B. 2011. Exoplanet Discoveries Demolish Planet Formation Theories. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 24, 2011, accessed January 15, 2019.
*Dr. Jake Hebert is Research Associate at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in physics from the University of Texas at Dallas.
번역 - 미디어위원회
링크 - https://www.icr.org/article/11129/
출처 - ICR, 2019. 1. 24.
중간 크기의 거대 가스 행성들은 행성 형성 이론에 도전한다.
(Intermediate Gas Giants Challenge Planet Formation Theory)
by Jake Hebert, Ph.D.
최근 다른 항성계에서 발견된 30개의 새로운 외계행성(exoplanets)들은 널리 알려진 세속적 행성 형성 이론에 또 다른 도전이 되고 있었다.[1, 2] 이 외계행성들은 우리 ‘거대 가스행성(gas giant)’인 토성이나 목성의 작은 버전이다. 최근의 조사에 따르면, 이러한 중간 크기의 거대가스행성들은 세속적 이론이 예측하는 것보다 10배 더 흔하다는 것이다.[3]
OGLE-2012-BLG-0950Lb 라고 불리는 이 중간 크기의 거대가스행성 중 하나는 질량이 지구의 39배이며, 반면에 토성은 지구 질량의 95배이다.
행성 형성(planet formation)에 대한 두 가지 주요한 세속적인 설명이 있다.[4] 그것들은 성운가설(nebular hypothesis, 성운설)의 변형으로, 항성이 형성되고 남겨진 거대한 가스와 먼지 원반으로부터 행성들이 생겨났다고 추정하는 것이다. 가장 인기 있는 모델은 ‘핵강착(부착) 모델(core accretion model)’이다. 먼지 입자들이 합쳐져서 큰 덩어리를 형성하게 되었고, 이 덩어리들이 합쳐져서 미행성(planetesimals)이라 불리는 더 큰 덩어리를 만들었고, 이들 미행성은 결국 '아기' 행성을 형성하게 되었다는 것이다. 수백만 년이 걸렸을 것으로 생각되는 이 과정은 지구형 행성(terrestrial planets)의 존재를 설명할 수는 있지만, 거대가스행성의 존재를 설명하는 것은 더 어려워진다.[4]
덜 인기 있는 또 다른 모델은 ‘원반불안정 모델(disk instability model)’이라고 불리는 것이다. 이 모델에 따르면, 그러한 원반은 빠르게 냉각된다면 불안정해질 수 있다는 것이다. 그래서 그것들은 단지 수천 년 만에 비교적 빨리 행성을 형성할 수 있는, 커다란 가스 덩어리들로 부서졌다는 것이다.[4]
앞에서 언급했듯이, 두 모델 모두 심각한 문제를 안고 있는 성운가설의 변종이다. 둘 다 예상보다 낮은 각운동량(angular momentum)을 특징으로 하는, 전반적인 태양의 느린 회전속도를 설명하는데 어려움이 있다. 일부 사람들은 이 문제를 태양의 회전속도가 느려졌기 때문이라고 변명하고 있다. 각운동량이 어떻게든 태양에서 줄어들었기 때문이라는 것이다. 핵심 단어는 ‘어떻게든(somehow)’이라는 단어다. 세속적 과학자들은 정확히 어떻게 태양이 각운동량을 잃어버렸는지에 대한 상세하고 정량적인 설명이 없다.[5, 6] 마찬가지로 최근 관측에 따르면, 일부 별들을 둘러싼 가스와 먼지 원반은 실제로 행성을 만들기에 충분한 질량을 갖고 있지 않다는 것이다.[7]
게다가, 많은 외계행성들은 성운설의 예상을 완전히 벗어난다. 성운설은 주어진 항성계의 행성들은 각 항성이 회전하고 있는 방향과 같은 방향으로 항성 주위를 공전할 것을 예측한다. 그러나 많은 외계행성들은 '잘못된' 방향으로 공전하고 있다![8, 9, 10]
최근 상당한 수의 중간 크기의 거대가스행성들의 발견은 핵강착모델에 또 다른 문제가 있음을 나타낸다. 핵강착모델에서 이들 가스형 행성들이 그들의 모항성으로부터 위치하는 거리에서 형성되기 위해서는, 엄청난 양의 고체물질이 필요하다고 예측한다. 암석/얼음 코어가 형성된 후, 수소와 헬륨은 핵 위와 주위로 강착되고, 처음에는 천천히, 그리고 점점 더 빨라져서, ‘탈주(폭주) 가스강착(runaway gas accretion)’이라고 불리는 과정으로 훨씬 빠르게 부착됐을 것이라고 추정한다.
그러나 탈주가스강착은 발달되는 가스형 행성이 지구 질량의 최소 약 20배의 질량을 갖고 있을 것을 필요로 한다. 이러한 임계 최소 질량에 도달하면, 탈주가스강착 과정은 너무도 빨라져서, 거대가스행성은 신속하게 풍선처럼 확장된다. 이런 이유로 가스형 행성은 해왕성처럼 상당히 작거나, 또는 목성이나 토성과 같이 매우 커야한다. OGLE-2012-BLG-0950Lb와 같은 중간 크기의 거대가스행성은 매우 희귀해야 하는 것이다.[2]
그러나 연구 결과에 따르면, 이러한 중간 크기의 아-토성(sub-Saturns)들은 예상보다 10배나 더 일반적이라는 것이다.[2, 3]
창조과학자들은 이러한 발견에 전혀 놀라지 않는다. 자연적 과정(natural processes)은 건설적이지 않고, 파괴적인 경향이 있다. 이런 이유로 밤하늘에서 볼 수 있는 수많은 경이로움들은 자연적 과정으로는 형성될 수 없다. 오히려 그것들은 하나님에 의해서 초자연적으로 창조되었던 것이다. ”태초에 하나님이 천지를 창조하시니라”(창 1:1).
References
1. Bartels, M. 2019. ‘Sub-Saturns’ May Force Scientists to Revise Idea of How Planets Form. Posted on space.com January 12, 2019, accessed January 15, 2019.
2. Nature’s Magnifying Glass Reveals Unexpected Intermediate Mass Exoplanets. Press Release. W. M. Keck Observatory. Posted on keckobservatory.org January 8, 2019 keckobservatory.org, accessed January 15, 2019.
3. Suzuki, D. et al. 2018. Microlensing Results Challenge the Core Accretion Runaway Growth Scenario for Gas Giants. The Astrophysical Journal Letters. 869 (2).
4. Redd, N. T. 2016. How Was Earth Formed? Posted on space.com October 31, 2016, accessed January 15, 2019.
5. Colgate, S. A. and A. G. Petschek. 1986. Angular Momentum: The cosmic pollutant. Los Alamos Science. Spring: 61-67.
6. Taylor, S. R. 2001. Solar System Evolution: A New Perspective, Second Edition. UK: Cambridge University Press: 63-64.
7. Hebert, J. 2018. Nebular Hypothesis Doesn’t Hold Together. Creation Science Update. Posted on ICR.org October 18, 2018, accessed January 15, 2019.
8. Thomas, B. 2009. Planet’s Reverse Orbit a New Twist in Old Evolutionary Story. Creation Science Update. Posted on ICR.org September 18, 2009, accessed January 15, 2019.
9. Thomas, B. 2010. Planet Formation Theory Collides with Backward-Orbiting Planets. Creation Science Update. Posted on ICR.org April 27, 2010, accessed January 15, 2019.
10. Thomas, B. 2011. Exoplanet Discoveries Demolish Planet Formation Theories. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 24, 2011, accessed January 15, 2019.
*Dr. Jake Hebert is Research Associate at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in physics from the University of Texas at Dallas.
번역 - 미디어위원회
링크 - https://www.icr.org/article/11129/
출처 - ICR, 2019. 1. 24.