달의 기원

달의 기원은 보통 화성 크기의 물체가 지구와 충돌하면서 파편 고리를 만들어 결국 하나의 자연 위성인 달로 모아지는 것으로 설명되지만, 이 거대한 충돌 가설에는 여러 가지 변형과 대안적인 설명이 있어 달이 어떻게 ^[1][2]생겨나게 되었는지에 대한 연구는 계속되고 있다.다른 제안된 시나리오로는 포획된 물체, 핵분열, 함께 형성된 (응축 이론, 공감스티아), 미행성 충돌 (소행성 유사 물체에서 형성된) 및 충돌 ^[3]이론이 있다.

표준적인 거대 충돌 가설은 화성 크기의 물체인 Theia가 원시 지구에 충돌하여 지구 주위에 큰 파편 고리를 만들었고, 이것이 축적되어 달을 형성했다는 것을 암시한다.이 충돌은 또한 지구의 축이 23.5° 기울어져 ^{[1][irrelevant citation]}계절을 야기했다.달의 산소 동위원소 비율은 기본적으로 지구와 동일한 것으로 보인다.^[4]매우 정밀하게 측정될 수 있는 산소 동위원소 비율은 각 태양계 ^[5]본체에 대해 독특하고 뚜렷한 신호를 제공합니다.만약 Theia가 별도의 원시 행성이었다면, 그것은 아마도 지구 원형과 다른 산소 동위원소 특성을 가졌을 것이고, 분출된 혼합 ^[6]물질도 그랬을 것이다.또한 달의 티타늄 동위원소 비율(⁵⁰Ti/⁴⁷Ti)은 지구에 매우 근접해 있어 충돌 물체의 질량이 달의 ^[7]일부였을 가능성이 거의 없다.

형성

44억 2천 5백만 년 전 태양계의 형성 초기에 원시 지구에는 큰 위성이 없었다고 추정하는 이론들이 언급되었다. 지구는 기본적으로 암석과 용암이다.화성 크기의 초기 원시 행성인 Theia는 상당한 양의 물질을 지구 밖으로 방출하는 방식으로 지구에 충돌했다.이 분출물 중 일부는 우주로 빠져나갔지만, 나머지는 지구 궤도에서 하나의 구형 물체로 합쳐져 달이 생성되었다.

이 가설은 지구 지름의 약 90%인 원시 지구와 화성 지름의 다른 물체(지름의 절반과 질량의 10분의 1) 사이의 충돌을 필요로 한다.후자는 때때로 그리스 신화에 나오는 달의 여신 셀레네의 어머니의 이름인 테아로 언급된다.이 크기 비율은 결과 시스템이 현재 궤도 구성과 일치하도록 충분한 각 운동량을 가지기 위해 필요합니다.그러한 충격은 결국 달을 형성하기 위해 축적될 만큼 충분한 물질을 지구 궤도에 올려놓았을 것이다.

컴퓨터 시뮬레이션에 따르면, 충돌기의 일부가 긴 팔을 형성하게 하고, 그 후에 절단되는 반짝이는 타격이 필요한 것으로 나타났습니다.충돌 후 지구의 비대칭 형상은 이 물질이 주질량 주위의 궤도에 안착하게 만든다.이 충돌에 관련된 에너지는 인상적입니다. 수조 톤의 물질이 증발하고 녹았을 수 있습니다.지구의 일부에서는 온도가 10,000°C(18,000°F)까지 상승했을 것입니다.

달의 상대적으로 작은 철심(태양계의 다른 암석 행성과 위성에 비해)은 티아의 핵이 대부분 지구와 합쳐지는 것으로 설명된다.달 표본에 휘발성 물질이 없다는 것은 충돌 에너지로 부분적으로 설명된다.지구 궤도에서 물질이 재적립하는 동안 방출되는 에너지는 달의 많은 부분을 녹여 마그마 바다를 생성하기에 충분했을 것이다.

새로 형성된 달은 현재 거리의 약 10분의 1로 궤도를 돌았고, 두 물체의 회전으로부터 달의 궤도 운동으로 각운동량이 전달되는 조석 마찰 때문에 바깥쪽으로 나선형으로 돌았다.그 과정에서 달의 자전은 조석적으로 지구에 고정되어 달의 한쪽 면이 계속해서 지구를 향하게 된다.또한, 달은 동위원소 함유량을 포함한 지구의 구성을 공유하는 기존의 작은 위성들과 충돌하고 통합했을 것이다.달의 지질은 그 이후로 지구로부터 더 독립적이 되었다.

2012년 달의 아연 동위원소 고갈에 대한 연구는 지구와 ^[8]달의 거대한 충돌 발생원과 일치하는 휘발성 고갈의 증거를 발견했다.

2013년, 달 마그마의 물은 탄소질 콘드라이트의 물과 구별이 불가능하며 동위원소 ^[9][10]성분에서는 지구와 거의 비슷하다는 연구 결과가 발표되었습니다.

거대 충돌 가설은 2013년 9월에 다시 한번 도전을 받았고,^[vague][11] 달의 기원이 더 복잡하다는 인식이 커지고 있다.

거대-충격 가설의 유도체

거대 충돌 가설이 지구-달 시스템의 많은 측면을 설명하지만, 달의 휘발성 원소가 그렇게 강력한 ^[12]충돌로 인해 예상만큼 고갈되지 않는 것과 같은 몇 가지 해결되지 않은 문제들이 여전히 있다.

또 다른 문제는 달과 지구의 동위원소 비교이다.2001년에는 달 암석의 동위원소 특징 중 가장 정밀한 측정 결과가 ^[4]발표됐다.놀랍게도, 아폴로 달 표본은 지구 암석과 동일하지만 다른 태양계 천체와는 다른 동위원소 신호를 가지고 있었다.달을 형성하기 위해 궤도에 진입한 물질의 대부분이 테아에서 온 것으로 생각되었기 때문에, 이러한 관찰은 예상 밖이었다.2007년, 칼텍의 연구원들은 티아가 지구와 동일한 동위원소 신호를 가질 가능성은 ^[13]매우 작다는 것을 보여주었다.2012년 발간된 아폴로 달 표본의 티타늄 동위원소 분석 결과 ^[14]달은 지구와 같은 조성을 갖고 있어 지구 궤도에서 멀리 떨어져 형성된 달과 충돌하는 것으로 나타났다.

두 행성의 합병

이러한 문제들을 해결하기 위해, 2012년에 발표된 새로운 이론은 각각 화성의 5배 크기인 두 개의 물체가 충돌했다가 다시 충돌하여 결국 지구와 ^[1]달을 형성한 혼합 파편들로 이루어진 큰 원반을 형성했다고 가정한다.이 논문은 R. M. ^[1]Canup의 "거대충돌을 통해 지구와 유사한 조성을 가진 달 형성"이라고 불렸다.

여러 가지 영향

2004년, 천체물리학자인 니콜라이 고르카비는 새로운 모델(다중 대형 소행성 충돌 모델)^[15][16]을 제안했다.2013년에는 러시아 천문학자^[17] 그룹이, 2017년에는 이스라엘 ^[18]레호보트에 있는 바이즈만 과학 연구소의 행성 연구원들이 이 모형을 지원했다.일반적으로, 이 모델의 주요 아이디어는 달이 수백만 년 동안 계속해서 신생 지구를 강타한 큰 소행성들의 격렬한 비의 결과로 형성되었다는 것을 암시한다.초기 태양계에서 더 흔했던 일련의 작은 충돌들은 후에 작은 ^[16][18]위성으로 형성되는 원형 위성 원반을 형성하기에 충분한 양의 지구 바위와 흙을 궤도로 날려 보낼 수 있다.반복된 충돌이 더 많은 파편덩어리를 만들어내면서, 이 위성들은 시간이 지나면서 하나의 큰 ^[16][18]달로 합쳐질 수 있었다.

공감시아 가설

2018년 하버드와 UC 데이비스 연구진은 행성 충돌의 가능한 결과 중 하나는 달 궤도 너머로 뻗은 쌍동굴 원반을 형성하는 기화된 암석과 금속 덩어리인 공감스티아를 생성하는 것이라는 것을 증명하는 컴퓨터 모델을 개발했다.결국 공감대는 축소되고 냉각되어 위성을 보강하고 충돌한 행성을 ^[19]재형성할 것이다.

기타 가설

밀도[20]
몸	밀도 g/cm3
수성.	5.4
금성	5.2
지구	5.5
달	3.3

캡처

이 가설은 달이 지구에 ^[21]의해 포착되었다고 말한다.이 모형은 1980년대까지 인기가 있었고, 달의 크기, 궤도, 조석 고정 ^[21]등이 유리한 점이다.

한 가지 문제는 캡처 ^[21]메커니즘을 이해하는 것입니다.두 개의 행성체가 근접하면 일반적으로 충돌하거나 궤적이 변경됩니다.이 가설이 작동하기 위해서는 원시 지구 주위에 큰 대기가 존재했을지도 모르는데, 이것은 달이 탈출하기 전에 에어로브레이크로 달의 움직임을 느리게 할 것이다.그 가설은 또한 목성과 ^[22]토성의 불규칙한 위성 궤도에 대해서도 설명할 수 있다.그러나 이 가설은 두 ^[4]물체의 본질적으로 동일한 산소 동위원소 비율을 충분히 설명하지 못한다.

핵분열

이것은 고대, 빠르게 회전하는 지구가 ^[21]질량의 일부를 쫓아냈다는 믿을 수 없는 가설이다.이것은 1879년 조지^[23] 다윈에 의해 제안되었고 ^[21]아폴로까지 약간의 인기를 유지했다.1925년 오스트리아의 지질학자 오토 앰프러도 대륙 ^[24]이동의 원인으로 달의 출현을 제시했다.

태평양이 이 ^[21]사건의 상처를 상징한다는 주장이 제기되었다.오늘날 이 대양 유역을 구성하는 해양 지각은 상대적으로 젊으며, 약 2억 년 또는 그 이하인 반면, 달은 훨씬 더 오래된 것으로 알려져 있다.달은 해양 지각이 아니라 선캄브리아기 ^[7]원시 지구 내부에서 유래한 맨틀 물질로 구성되어 있다.

부가

강착 가설은 지구와 달이 태양계의^[25] 원시 강착 원반이나 심지어 ^[26]블랙홀로부터 이중으로 형성되었다는 것을 암시한다.이 가설의 문제는 지구-달계의 각운동량이나 달이 지구에 비해 상대적으로 작은 철심을 가지고 있는 이유(지구의 50%에 비해 ^[25]반지름의 25%)를 설명하지 못한다는 것이다.

핵폭발

네덜란드 과학자 롭 드 메이저와 윔 반 베스트레넨은 2010년에 달이 이전의 회전하는 원시 지구의 원심력에 의한 핵 폭발로 형성되었을 수도 있다고 제안했다.원심력은 토륨과 우라늄과 같은 무거운 원소를 적도면과 지구 외핵과 맨틀 경계에 집중시켰을 것이다.만약 이러한 방사성 원소의 농도가 충분히 높았더라면, 이것은 핵 연쇄 반응을 일으켜 초임계 상태가 되어, 핵 폭발을 일으켜 달을 ^[27][28][29]궤도로 방출할 수 있었을 것이다.이 자연 핵분열 원자로는 지구에서 훨씬 작은 규모로 관측되었다.

기타 이론 및 연구

2011

2011년에는 달이 ^[31]형성되는 과정에서 두 번째 달이 45억 년 전에 존재했으며 이후 달과 충돌했다는 이론이 제기되었습니다.

2013

가능성으로만 제시되었던 한 가지 가설은 지구가 ^[32]금성에서 달을 포착했다는 것이었다.

2017

아폴로 14호 지르콘 파편의 우라늄-납 연대 측정 결과 달의 나이는 약 45억 1천만 ^[33][34]년으로 나타났다.

2020

나사의 달 정찰 궤도선에 탑재된 미니 무선 주파수(Mini-RF)의 연구팀은 달의 표면에는 과학자들이 ^[35]믿었던 것보다 철과 티타늄과 같은 금속이 풍부할 수 있다고 결론지었다.

2020년 7월 과학자들은 달이 예상보다 약 8500만 년 빠른 4.425 ±0.025 bya를 형성했으며 이전에 생각했던 것보다 ^[36][37][38]훨씬 더 오랫동안 마그마 바다를 형성했다고 보고한다.

「 」를 참조해 주세요.

• 달의 지질학 - 달의 구조와 구성
• 늦깎이 중폭격 – 가설상 천문학적 사건
• 달 이론
• 지구의 위성 주장 – 지구에 다른 자연 위성이 있을 수 있다는 주장
• 달 정찰 궤도선 – 달 궤도를 도는 NASA 로봇 우주선
• MoonRise (달 착륙선 제안)
• 달의 기원에 대한 비과학적인 가설인 우주선 달
• 파에톤, 달의 기원에 대한 또 다른 비과학적인 가설
• 마그마해, 마그마해와 그 형성에 대한 일반적인 설명

레퍼런스

외부 링크

• 달형성 케이스 웨스턴 리저브 대학
• 한 번과 미래의 달 (2012년 9월 28일)
• 자연 - 달 형성 충격 이론 구조