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Q. 암흑물질(중성미자)을 연구를 깊은 땅속에서 하는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.암흑 물질과 중성미자와 같이 원자보다 작은 입자를 연구하면 우주의 근본적인 특성과 그 구성을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 암흑 물질은 우주 물질의 상당 부분을 구성하는 것으로 생각되지만 빛이나 다른 형태의 전자기 복사와 상호 작용하지 않기 때문에 감지하기가 매우 어렵습니다. 반면 뉴트리노는 매우 작고 질량이 매우 적지만 풍부하여 물질과 에너지의 특성을 이해하는 데 도움이 됩니다.이러한 입자를 연구하기 위해 과학자들은 종종 지하 시설을 사용합니다. 배경 방사선 및 기타 간섭원으로부터 실험을 보호할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 일본의 Super-Kamiokande 중성미자 관측소는 우주선과 다른 형태의 방사선으로부터 광산을 보호하기 위해 이전 광산의 깊은 지하에 위치하고 있습니다.지구 내부의 특이한 물질에 관해서는 다양한 구성과 특성을 가진 다양한 층과 영역이 있습니다. 예를 들어 지구의 핵은 주로 철과 니켈로 구성되어 있는 반면 맨틀은 규산염 광물로 구성되어 있는 것으로 생각됩니다. 다이아몬드, 금 및 기타 귀금속을 포함하여 지구의 지각과 맨틀 내에서 발견되는 다른 많은 광물과 화합물도 있습니다.이러한 물질의 구성과 특성을 연구하면 지구의 형성과 진화를 더 잘 이해하고 다양한 응용 분야를 위한 새로운 기술과 물질을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Q. 허블 우주 망원경은 언제 작동을 중지하는 건가요?
안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.허블 우주 망원경과 제임스 웹 우주 망원경은 서로 다른 기능을 가지고 있으며 우주의 다른 측면을 연구하는 데 사용될 것입니다. Hubble은 가시광선과 자외선을 관찰하는 데 가장 적합하며 James Webb은 스펙트럼의 적외선 부분을 관찰하도록 설계되었습니다. 이것은 그들이 관찰에서 서로를 보완하고 우리가 다른 방식으로 우주를 이해하는 데 도움이 될 것임을 의미합니다.허블 망원경은 1990년부터 가동되어 많은 획기적인 발견을 했지만 이제 나이를 보이기 시작했습니다. 일부 기기는 이미 고장났고 다른 기기는 향후 몇 년 안에 고장날 것으로 예상됩니다. 그러나 NASA는 가능한 한 수명을 연장하기 위해 수년에 걸쳐 여러 가지 업그레이드 및 수리를 구현했습니다.제임스 웹 우주망원경의 경우 개발 과정에서 여러 차례 지연과 차질이 있었지만 현재는 2021년 말 발사가 예정돼 있다. 외계 행성의 대기를 연구하고 별과 은하의 형성을 이해하도록 도와줍니다.전반적으로 우주 망원경을 작동하고 유지 관리하는 것과 관련된 몇 가지 문제가 있지만 이러한 장비는 우주에 대한 우리의 이해를 혁신했으며 앞으로도 계속 그렇게 할 것입니다.
Q. 태양의 수명이 다하는데 왜 크기가 수십배 이상 커지는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.태양은 현재 생명의 주계열 단계에 있으며, 이 기간 동안 핵에서 수소를 헬륨으로 융합하여 에너지를 생성합니다. 이 과정은 약 46억년 동안 진행되어 왔으며 향후 50억년 정도 계속될 것으로 예상됩니다.태양이 핵의 수소를 소진하면 헬륨을 융합하여 탄소와 산소와 같은 더 무거운 원소로 만들기 시작합니다. 이로 인해 핵이 수축하고 가열되는 반면 태양의 바깥층은 팽창하고 냉각됩니다. 그러면 태양은 오늘날보다 훨씬 더 크고 차가운 별인 적색 거성이 될 것입니다.태양이 수명을 다해 적색 거성으로 변하는 이유는 중력과 복사압의 균형 때문입니다. 핵이 수축하고 가열됨에 따라 핵융합 반응에 의해 생성된 방사선의 압력이 증가하여 태양의 바깥층이 확장됩니다. 이 팽창으로 인해 태양은 훨씬 더 커지고 더 차가워지며 표면 온도는 오늘날보다 훨씬 낮아질 것입니다.결국, 태양의 바깥층은 항성풍에 의해 날아가 버리고, 백색 왜성으로 알려진 작고 뜨거운 핵을 남길 것입니다. 이것은 태양과 같은 별의 삶의 마지막 단계입니다.모든 별이 태양과 같은 경로를 따르는 것은 아니라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어 더 무거운 별은 초신성으로 폭발하기 전에 핵에서 철까지 요소를 융합할 수 있습니다. 별이 일생 동안 거치는 특정 경로는 초기 질량 및 기타 요인에 따라 달라집니다.
Q. 명왕성과 해왕성의 특징과 태양계에서 명왕성은 퇴출되고 해왕성은 남아있는 이유는 뭘까요?
안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.명왕성과 해왕성은 우리 태양계에서 가장 바깥쪽에 있는 두 개의 행성이며 다른 행성과 구별되는 몇 가지 뚜렷한 특징을 가지고 있습니다.해왕성은 가스 거대 행성으로 주로 수소와 헬륨 가스로 구성되어 있으며 작은 암석 핵이 있습니다. 지구 크기의 약 4배이며 강력한 바람과 폭풍이 특징인 두꺼운 대기를 가지고 있습니다. 해왕성은 고리 체계와 태양계에서 가장 큰 위성 중 하나인 트리톤을 비롯한 많은 위성으로도 유명합니다.대조적으로 명왕성은 작은 얼음 물체로 가득 찬 해왕성 너머의 공간 영역인 카이퍼 벨트에 위치한 작고 바위 같은 얼음 왜성입니다. 명왕성은 지구의 크기의 약 1/5에 불과하며 대부분 질소와 메탄으로 구성된 매우 얇은 대기를 가지고 있습니다. 그것은 5개의 알려진 위성을 가지고 있으며, 그 중 가장 큰 위성은 명왕성 크기의 거의 절반인 Charon입니다.행성으로서의 명왕성의 지위는 카이퍼 벨트의 작은 크기와 위치로 인해 일부 천문학자들이 명왕성을 왜소행성으로 재분류해야 한다고 주장하면서 최근 몇 년 동안 논란의 대상이 되었습니다. 2006년 국제 천문 연맹은 공식적으로 명왕성을 카이퍼 벨트에 있는 다른 유사한 천체들과 함께 왜행성으로 재분류했습니다.명왕성이 태양계에서 쫓겨나고 해왕성이 남아 있는 이유는 태양계 외곽의 역학과 관련이 있다. 해왕성의 중력은 현재 궤도를 유지하기에 충분히 강하지만 명왕성의 궤도는 더 불규칙하고 때때로 해왕성의 궤도를 가로지릅니다. 두 행성 간의 이러한 상호 작용으로 인해 명왕성의 궤도가 불안정해지고 시간이 지남에 따라 명왕성이 태양계에서 추방될 수 있습니다. 그러나, 이 과정은 수백만 년이 걸리며 명왕성은 수십억 년 동안 태양계를 완전히 떠나지 않을 것으로 예상됩니다.
Q. 항성과 행성의 생성 조건이 다른가요?
안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.별과 행성은 둘 다 중력 붕괴 과정을 통해 생성되지만 생성 조건에는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다.별은 태양 질량의 수백만 배를 포함할 수 있는 분자 구름으로 알려진 거대한 가스와 먼지 구름에서 형성됩니다. 이러한 구름은 일반적으로 가스가 밀도가 높고 자체 중력으로 인해 붕괴될 정도로 냉각되는 공간 영역에 위치합니다.구름이 무너지면 가열되기 시작하고 더 빨리 회전하며 중심에 있는 물질은 핵융합을 일으킬 정도로 밀도가 높아집니다. 이것이 별이 에너지를 생산하는 과정이며, 수십억 년 동안 밝게 빛날 수 있게 해주는 것입니다.대조적으로, 행성은 별이 형성된 후에 남아있는 남은 물질로 형성됩니다. 이 물질은 종종 원형 행성 디스크로 알려진 가스와 먼지의 회전 디스크 형태입니다. 이 원반 내에서 먼지와 암석의 작은 입자가 서로 충돌하고 달라붙기 시작하여 결국 미행성체로 알려진 점점 더 큰 몸체를 형성합니다.시간이 지남에 따라 이러한 미행성체는 행성이 될 만큼 충분히 커질 때까지 충돌과 강착을 통해 계속 성장합니다. 행성 형성 과정은 행성이 형성되는 별의 존재와 원형 행성 원반의 특성에 크게 영향을 받습니다.전반적으로 별과 행성 형성 조건은 주변 환경의 가스와 먼지의 밀도와 온도, 작용하는 중력의 강도, 다른 별과 행성의 존재를 포함하는 요인의 복잡한 상호 작용에 의해 형성됩니다.