1.외계 행성계
외계 행성을 발견한 방법 중에는 시선 속도를 이용하는 것이 있습니다.
행성을 동반한 별은 행성과의 질량 중심에 대하여 서로 공전하므로 별의 흡수선 스펙트럼의 도플러 이동향이 주기적으로 변화합니다.
이 주기적인 도플러 이동향을 정밀하게 측정하면 시선 속도를 알아낼 수 있습니다.
이때 별의 공전 주기는 행성의 공전 주기와 같으므로 만약 공전 궤도면이 시선 방향과 이루는 각을 가정하고, 별의 운동량과 행성의 운동량이 서로 같다는 조건을 이용하면 행성의 질량을 구할 수 있습니다.
1)중심별의 시선속도 이용
별과 행성의 공통 질량 중심을 중심으로 공전함에 따라 별의 시선속도가 변하면서 도플러 효과에 의한 별빛의 파장 변화가 생깁니다.
행성의 질량 상승, 별빛 도플러 효과 상승, 행성 존재 확인 쉬움
행성의 공전궤도면이 관측자 시선방향과 수직에 가까운 경우에는 중심별의 시선속도 변화가 거의 나타나지 않기 떄문에 행성의 존재 파악이 어렵습니다.
2)식현상을 이용하는 방법
중심별 주위를 공전하는 행성이 중심별의 앞면을 지날때 중심별의 일부가 가려지는 식현상
식현상에 의한 중심별의 밝기 변화를 관측하여 행성의 존재를 파악합니다.
행성 반지름 상승, 중심별이 행성에 의해 가려지는 면적이 상승, 중심별의 밝기 변화 상승, 행성의 존재 확인 쉬움
행성의 공전 궤도면이 관측자 시선 방향과 거의 나란할 때 식현상이 일어날 수 있습니다.
3)미세 중력렌즈 현상
거리가 다른 두 별이 같은 시선 방향에 있을 경우 뒤쪽 별의 별빛이 앞쪽 별의 중력에 의해 미세하게 굴절되어 휘어지면서 뒤쪽 밝기가 변하는데, 이를 미세 중력렌즈하고 합니다.
이때 앞쪽 별이 행성을 가지고 있으면 행성에 의한 미세 중력 렌즈현상으로 뒤쪽 별의 밝기가 추가적으로 변하는데, 이를 이용하여 앞쪽 별을 공전하는 행성의 존재를 파악할 수 있습니다.
4)직접 관측 하는 방법
외계 행성게를 직접 측정할 때는 행성 밝기가 중심별에 비해 매우 어두워서 중심별을 가리고 행성을 직접 촬영하여 존재를 파악할 수 있습니다.
->행성이 방출하는 에너지는 대부분 적외선 영역이므로 행성을 직접 관측할 때는 적외선 영역에서 촬영합니다.
외계행성계까지의 거리가 가까울수록, 행성의 반지름이 클수록, 행성의 표면온도가 높을수록, 적외선 세기가 강해집니다.
행성대기를 통과해온 빛을 분석하여 행성의 대기 성분을 알 수 있습니다.
여러 외계 행성계 탐사 방법으로 발견한 행성들의 특징
- 질량이 크다(시선 속도 변화)
- 공전 궤도 반지름이 작다(식현상 이용)
- 공전 궤도 반지름이 크다(미세 중력렌즈 현상 이용)
5)외계 생명체 탐사
- 외계 생명체는 주로 탄소를 기본으로 하는 물질로 이루어져 있을 것으로 추정
- 생명가능지대는 별 주위에서 물이 액체로 존재할 수 있는 범위
지구에 생명체가 존재할 수 있는 이유
- 태양으로 부터의 거리: 액체 상태의 물 존재, 온실효과 존재
- 물의 특성과 생명체 존재: 액체 상태의 물 열용량 큼->많은 열을 오랜 시간 보존, 다양한 물질을 녹일수 있는 좋은 용매
- 대기의 역활:태양에서 오는 자외선을 차단
별의 질량 상승, 생명 가능 지대 폭 상승, 거리 상승
중심부 질량이 작은 주계열성일때: 별의 중심부 연료 소모율 하락, 광도 하락, 수명 김
행성의 자전 주기=공전 주기 가능성 상승
항상 같은면만 별 쪽으로 향합니다.
외계 생명체 탐사
- 외계 지적 생명체 탐사 (전파이용)
- 우주 탐사선 로제타호, 큐리오시티
- 우주망원경 케플러 망원경:식현상, 테스망원경:식현상, 제임스망원경:직접관찰
