어떻게 멀리있는 행성의 구성 물질을 알수있나요?

Question

뉴스에서 보면 가끔 다이아몬드 행성을 발견했다는등 어느행성에 물이 있을지모른다는지 그러한 것을 어떻게 알수있는지가 궁금해요

Answer 1

안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.

다이아몬드로 이루어진 행성이나 외계 행성(엑소플래닛)에 물이 존재할 가능성에 대한 발견은 천문학과 행성과학의 발전 덕분에 가능해졌습니다. 이러한 발견은 주로 다음과 같은 기술과 방법을 통해 이루어집니다:

1. 천체 관측 기술

• 직접 관측: 매우 드물게, 매우 큰 망원경을 사용하여 행성을 직접 관측할 수 있습니다. 이를 통해 행성의 크기, 광도, 색상 등을 파악할 수 있습니다.

• 간접 관측: 대부분의 외계 행성은 그 별의 빛에 의해 가려져 직접 관측하기 어렵습니다. 따라서, 간접적인 방법을 통해 그 존재와 특성을 추론합니다.

2. 주요 간접 관측 방법

• 통과법 (Transit Method): 행성이 별 앞을 지나갈 때 별의 밝기가 일시적으로 감소하는 것을 관찰합니다. 이를 통해 행성의 크기와 궤도를 추정할 수 있습니다.

• 별의 속도 측정 (Radial Velocity Method): 행성의 중력이 별에 미치는 영향으로 별이 약간 움직이게 되는데, 이 움직임을 통해 행성의 존재와 질량을 추정할 수 있습니다.

3. 분광학

• 행성의 대기 분석: 행성이 별 앞을 지날 때, 별빛이 행성의 대기를 통과하면서 특정 파장의 빛이 흡수됩니다. 이 흡수선을 분석함으로써 대기의 구성을 알아낼 수 있습니다.

• 화학적 조성 추정: 분광학적 분석을 통해 대기 중의 수증기, 이산화탄소, 메탄 등과 같은 화학 물질의 존재를 확인할 수 있습니다.

4. 이론적 모델링과 시뮬레이션

• 행성의 질량, 크기, 별과의 거리 등을 기반으로 한 모델링을 통해 행성의 내부 구조나 표면 조건을 예측할 수 있습니다.

• 예를 들어, 특정 행성이 매우 크고 탄소가 풍부한 환경에서 발견된다면, 고압 상태에서 탄소가 다이아몬드로 변할 수 있음을 이론적으로 추론할 수 있습니다.

이와 같은 방법을 통해 과학자들은 지구로부터 수백, 수천 광년 떨어진 외계 행성들의 존재와 특성을 탐구할 수 있습니다. 이러한 연구는 우주에 대한 우리의 이해를 확장시키고, 다른 행성계에서 생명의 가능성을 탐색하는 데 중요한 기여를 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김동준 과학전문가입니다.

태양계형성과정중 초기에 회전운동으로 인해서 원반처럼 펼쳐지는데...

이때 무거운 원소로 구성된 물질은 중심으로부터 멀리 날아가지 못하고...

가벼운 원소로 구성된 물질은 중심으로 부터 멀리 날아가게 됩니다.

이 상태에서 중심에 태양이 만들어지고

중심으로부터 날아간 물질이 다시 뭉쳐서 행성이 형성되는데

태양에 가까울수록 무거운 물질(쉽게 고체)이 뭉쳐서 행성이 형성되고

멀리있을수록 가벼운 물질(쉽게 기체)이 뭉쳐서 행성이 형성되게 되죠.

따라서 태양에서 멀수록 그 구성물질의 질량이 작다는 것은

태양계형성과정의 증거로 사용할수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

행성이 별앞을 지나가면 별의 밝기가 잠시 어두워집니다. 이때, 이 현상을 관측해서 행성의 크기와 대기의 성분을 파악할 수 있습니다.

행성이 공전하면서 별에 중력이 미치는데, 별이 미세하게 움직이면서 별빛의 도플러 효괄ㄹ 일으켜서, 행성이 존재하는지 여부와 질량을 추정할 수 있습니다.

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Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

멀리 있는 행성의 구성 물질은 광도 측정, 적외선 분광법, 중력 측정 등을 통해 알 수 있습니다. 광도 측정을 통해 행성의 대기에 물이 존재하는지 여부를 알 수 있고, 적외선 분광법을 통해 행성의 대기나 표면에 존재하는 물질을 파악할 수 있습니다. 또한, 중력 측정을 통해 행성의 밀도를 추정하여 행성의 구성 물질을 추측할 수 있습니다. 예를 들어, 행성의 대기에 물이 존재하면, 물이 흡수하는 특정 파장의 빛이 줄어들게 됩니다. 이를 통해 행성의 대기에 물이 존재하는지 여부를 알 수 있습니다. 또한, 행성의 대기나 표면에 탄소가 존재하면, 탄소가 방출하는 특정 파장의 적외선이 관측됩니다. 이를 통해 행성의 대기나 표면에 탄소가 존재하는지 여부를 알 수 있습니다. 또한, 행성의 밀도가 다이아몬드의 밀도와 유사하다면, 행성은 다이아몬드로 이루어진 것으로 추측할 수 있습니다. 이러한 방법을 통해 천문학자들은 멀리 있는 행성의 구성 물질에 대한 많은 정보를 얻을 수 있었습니다.