2.1. 태양계는 어떻게 형성되었을까?

[有志竟成]

󰋎 태양계는 어떻게 형성되었을까? 

 성취기준

1. 행성 공전 궤도와 방향, 지구형 행성과 목성형 행성 등 태양계의 여러 특징을 태양계가 형성되는 과정과 관련지어 설명할 수 있다.

(1) 태양계 형성과정

  1) 태양계 구성

항성인 태양, 태양 주변을 돌고 있는 행성, 소행성, 왜소행성, 혜성, 행성주변을 도는 위성과 성간 물질로 구성된다. 태양계 전체 질량의 약 99.8%를 태양이 차지하며, 행성 전체 질량 중 약 70%는 목성이, 21%는 토성이 차지하고 있다.

① 소행성: 주로 화성과 목성 사이에서 띠 모양으로 모여 태양 둘레를 공전하는 작은 천체들

② 왜소행성: 크기와 질량이 소행성과 행성의 중간 정도인 태양계 천체로, 명왕성도 왜소행성으로 분류함

③ 혜성: 가스와 얼음 등으로 구성되며 길쭉한 타원이나 포물선 궤도로 태양 주위를 도는 천체

  2) 태양계 형성 이론

성운설: 약 46억 년 전 우주 공간의 기체와 티끌의 구름인 성간운에서 태양계가  만들어졌다는 이론

태양계성운	⇨	원반모양 성운형성	⇨	원시태양형성
고리와 미행성체 형성	⇨	원시행성 형성

① 약 45~50억 년 전 우리 은하의 나선팔에 있던 거대한 성운이 초신성 폭발로 발생 한 충격파에 의해 수축되면서 태양계 성운 형성

② 태양계 성운이 더욱 빠르게 회전하면서 중력수축하여, 중심부에는 원시 태양이 형성되고, 주변부는 원반 모양의 성운 형성

③ 중심부는 온도가 상승하여 원시태양이 형성되고, 주변부에서는 여러 겹의 고리와 수많은 미행성체가 형성

④ 원시 행성: 미행성체가 달보다 큰 규모로 성장한 것으로 원시 행성 이후로 계속된 충돌로 질량과 크기가 증가하여 오늘날의 행성이 되었다.

⑤ 태양 근처에서는 금속과 암석 등의 무거운 물질로 구성된 행성의 핵이 만들어진 반면, 태양계 외곽에서는 암석 및 얼음 등으로 이루어진 핵이 만들어진다.

   3) 오늘날 태양계의 모습

① 행성은 거의 같은 평면(황도면)상에서 태양 주위를 공전한다

② 행성의 공전 방향은 태양의 자전 방향(시계 반대 방향)과 같으며 태양에서 멀수록 공전주기가 길다.

③ 행성의 자전방향은 서에서 동(시계반대방향)이다.(예외; 금성과 천왕성은 동에서 서)

③ 태양에 가까운 쪽에는 금속과 암석 성분의 행성이, 먼 쪽에는 얼음과 가스 성분의 행성이 분포한다.

④ 태양계 외곽에는 얼음, 티끌과 함께 작은 천체가 모여 있는 카이퍼 벨트와 오트 구름이 있다.(교과서 87쪽 그림 1-3 참고)

카이퍼 벨트와 오르트 구름

(2) 태양계 행성의 특징

   1) 지구형 행성

① 태양계 안쪽은 온도가 높아서 가벼운 물질(물, 메테인 등)은 뭉쳐지지 못하고 무거운 물질(철, 니켈 등의 금속과 규산염 암석)이 뭉쳐짐

② 표면이 암석으로 이루어진 지구형 행성이 형성되고 평균밀도가 높다.

③ 무거운 물질의 양이 적어서 행성이 크게 성장하지 못하여 반지름과 질량이 작다.

  2) 목성형 행성

① 태양계 바깥쪽은 온도가 낮아서 얼음과 메테인이 뭉쳐지고, 수소, 헬륨 등을 끌어당겨 크게 성장함

② 표면이 가스로 이루어진 목성형 행성이 형성되고 평균 밀도가 작다.

③ 가벼운 물질의 양이 풍부해 행성이 크게 성장하여 반지름과 질량이 크다.

구분	반지름	밀도	질량	자전주기	편평도	위성수	고리	대기두께	대기성분	주성분
지구형행성	작다	크다	작다	길다	작다	적다	없다	얇다	CO2, N2 O2	Fe, O, Si
목성형행성	크다	작다	크다	짧다	크다	많다	있다	두껍다	He, CH4 NH3, H	H, He