외계 행성의 위성도 관측할 방법이 있나요?

Question

우주 망원경으로 트랜짓이라는 현상을 활용해서 외계 행성을 관측하잖아요. 혹시 외계 행성뿐만 아니라, 행성 주위를 도는 위성도 관측 할 수 있을까요?

되알진개미새214 · Accepted Answer

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주 망원경으로 트랜짓 현상을 활용하여 외계 행성을 관측하는 기술은 이제 널리 활용되고 있습니다. 같은 기술로 외계 행성뿐만 아니라 그 주위를 도는 위성 즉 외계 위성까지 관측할 수 있을까요?답은 가능성이 높지만 아직은 확실하지는 않다는 것입니다. 트랜짓 관측은 행성이 항성 앞을 지나갈 때 발생하는 빛 감소를 측정하는 방법입니다. 만약 행성 주위에 위성이 존재한다면 위성 역시 항성 앞을 지나가면서 빛 감소를 일으킬 것입니다. 이 빛 감소를 분석하면 위성의 존재를 확인하고 크기와 궤도 등을 추론할 수 있습니다.실제로 외계 위성을 트랜짓 관측으로 발견하기는 매우 어렵습니다. 그 이유는 위성이 행성에 비해 훨씬 작고 어둡기 때문입니다. 행성과 위성이 서로 가까이 있기 때문에 빛 감소 신호를 분리하기 쉽지 않습니다.그럼에도 불구하고 최근 몇 년 동안 외계 위성 후보를 발견하는 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 2018년에는 케플러 1625b 행성 주위를 도는 위성 후보가 발견되었고 2022년에는 케플러 1708b 행성 주위를 도는 위성 후보가 발견되었습니다. 아직까지 이들 후보들은 확실하게 외계 위성으로 확인되지는 않았습니다.외계 위성을 확실하게 발견하기 위해서는 더욱 정밀한 관측 기술이 필요합니다. 제임스 웹 우주 망원경과 같은 차세대 망원경은 외계 위성 관측에 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다. 새로운 관측 방법과 분석 기술 개발도 중요합니다.외계 위성을 발견하는 것은 외계 행성계의 형성과 진화 과정을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 외계 위성 중에는 생명체가 존재할 가능성이 있는 곳도 있을 수 있습니다. 외계 위성 관측은 우주에서 생명체를 찾는 중요한 연구 분야입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.

개구리1 · Answer

네, 원리적으로는 우주 망원경을 사용하여 트랜짓(Transit) 현상을 활용하여 행성 주위를 도는 위성도 관측할 수 있습니다. 트랜짓 현상은 한 천체가 다른 천체 앞을 지나가면서 후자의 빛을 일시적으로 가리는 현상을 말합니다. 이 방법은 주로 별 앞을 지나가는 행성을 발검하기 위해 사용되지만, 이론적으로는 행성 앞을 지나가는 위성을 탐지하는 데에도 사용될 수 있습니다.행성 주위를 도는 위성을 관측하기 위한 주요 방법은 다음과 같습니다.1. 트랜짓 깊이와 지속 시간의 변화: 행성이 별 앞을 지나갈 때, 그 행성의 위성이 함께 트랜짓 현상을 일으키면, 전체 트랜짓의 깊이(별빛이 얼마나 감소하는지)와 지속 시간에 영향을 미칠 수 있습니다. 위성에 의한 추가적인 빛의 감소는 매우 미묘하므로, 이를 관측하기 위해서는 매우 높은 정밀도의 측정이 필요합니다.2. 타이밍의 변동: 행성과 그 위성의 상호 중력 작용은 행성의 궤도 운동에 작은 변화를 일으킬 수 있으며, 이는 행성의 트랜짓 시작 및 종료 시간에 작은 변화를 초래할 수 있습니다. 이러한 변화를 분석함으로써, 연구자들은 위성의 존재 가능성을 추론할 수 있습니다.3. 별빛의 반사나 열 방출: 크고 밝은 위성은 별빛을 반사하거나 열을 방출함으로써 직접 탐지될 수도 있습니다. 이 방법은 매우 큰 위성에 한해서 가능할 것이며, 현재의 기술로는 매우 어려운 작업입니다.현재까지는 이러한 방법으로 외계 행성의 위성을 명확하게 확인한 사례는 드뭅니다. 그러나 기술이 발전함에 따라, 특히 미래의 우주 망원경들이 더 높은 정밀도와 감도로 설계되고 운영됨에 따라, 외계 행성의 위성을 포함한 더 많은 천체적 현상을 관측할 수 있게 될 것으로 기대됩니다.

멋쟁이야나는 · Answer

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.  트랜짓 현상을 통해 외계 행성을 발견하는 것과 마찬가지로, 위성도 행성을 통과하는 빛의 변화를 감지하여 발견할 수 있습니다.

지구과학·천문우주

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외계 행성의 위성도 관측할 방법이 있나요?