완벽한 태양계의 발견
연구자들은 우리의 태양계와 달리 다양한 크기의 행성들을 만들어낸 격정적인 충돌 없이 형성된 "완벽한 태양계"를 찾아냈습니다.
이 태양계는 100광년 떨어져 있으며, 모든 행성이 거의 같은 크기를 가지고 있습니다. 이 행성들은 최대 120억 년 전에 형성된 이후 거의 변하지 않았습니다.
이러한 방해받지 않은 조건은 이 세계들이 어떻게 형성되었는지, 그리고 생명을 지탱하는지에 대해 배우기에 이상적입니다.
이 연구는 과학 저널인 'Nature'에 발표되었습니다.
우리 태양계의 생성은 매우 맹렬한 과정이었습니다. 행성들이 형성되는 동안 일부는 서로 충돌하여 궤도를 방해하고, 목성과 토성과 같은 거인들과 우리와 같은 비교적 작은 세계들을 남겼습니다.
천문학자들이 다소 건조하게 명명한 HD110067 시스템에서는 상황이 완전히 다릅니다.
행성들이 비슷한 크기만이 아니라, 우리 태양계의 행성들의 궤도 시간이 서로 관련이 없는 것과는 대조적으로, 이들은 동기화되어 회전합니다.
시스템 내 가장 안쪽 행성이 별 주위를 세 번 도는 동안, 다음 행성은 두 번 돌고, 그 다음으로 네 번째 행성까지 이런 패턴이 계속됩니다. 거기서부터 마지막 두 행성에 대해 상대 궤도 속도가 4:3 패턴으로 변합니다.
이 복잡한 행성의 안무는 연구자들이 각 행성과 그들의 궤도 주기에 해당하는 음표와 리듬으로 필립 글래스 스타일의 구성을 한 순환 음악 작품을 창조하게 만들었습니다. 여기서 그 중 일부를 들을 수 있습니다:
시카고 대학교의 라파엘 루케 박사는 연구를 이끌며 HD110067을 "완벽한 태양계"로 묘사했습니다.
"이 태양계는 행성이 어떻게 생성되는지 연구하기에 이상적입니다, 왜냐하면 이 태양계는 우리 것과 같은 혼돈의 시작을 가지지 않았고 형성 이후 방해받지 않았기 때문입니다."
워릭 대학교의 마리나 라파가-마그로 박사는 이 시스템을 "아름답고 독특하다"고 말했습니다.
"아무도 본 적 없는 것을 보는 것은 정말로 흥미롭습니다," 그녀는 BBC 뉴스에 말했습니다.
지난 30년 동안, 천문학자들은 수천 개의 별 시스템을 발견했습니다. 그러나 그중 어느 것도 행성이 어떻게 형성되었는지 연구하기에 이렇게 잘 적합한 경우는 없었습니다. 행성들의 거의 동일한 크기와 시스템의 방해받지 않은 특성은 천문학자들에게 금빛 가루와도 같은 것이며, 이는 그들을 비교하고 대조하기 훨씬 쉽게 만듭니다. 이것은 그들이 처음 어떻게 형성되었고 어떻게 진화했는지에 대한 그림을 구축하는 데 도움이 될 것입니다.
또한 이 시스템에는 밝은 별이 있어, 행성들의 대기에서 생명의 징후를 찾기 더 쉬울 것입니다.
새로 발견된 모든 여섯 행성은 천문학자들이 "아래-넵튠"이라고 부르는 것으로, 지구보다 크고 넵튠 행성보다 작습니다(넵튠은 지구보다 네 배 더 넓습니다). 새롭게 발견된 여섯 행성은 지구의 두 배에서 세 배 사이의 크기입니다.
지난 9월 다른 별 시스템에서 아래-넵튠 행성인 K2-18b가 지구에서 생명체에 의해 생성되는 가스의 흔적이 있는 대기를 가지고 있다는 발검이 이루어진 이후, 새로운 발견에 대한 관심이 급증했습니다. 천문학자들은 이것을 생명의 징후라고 부릅니다.
우리 태양계에는 서브넵튠이라 불리는 행성이 없지만, 이들은 은하계에서 가장 흔한 유형의 행성으로 여겨집니다. 그럼에도 불구하고 천문학자들은 이러한 세계에 대해 놀랍게도 많이 알지 못합니다.
그들은 이 행성들이 주로 암석으로 이루어져 있는지, 가스로 이루어져 있는지, 물로 이루어져 있는지, 또는 생명을 유지할 수 있는 조건을 제공하는지에 대해 확실히 알지 못합니다.
이러한 세부 사항을 파악하는 것은 "분야에서 가장 뜨거운 주제 중 하나"라고 루케 박사는 말하면서, HD110067의 발견이 그의 팀에게 이 질문에 비교적 빨리 답할 수 있는 완벽한 기회를 제공한다고 덧붙였습니다.
"10년 미만의 문제일 수 있습니다," 그는 BBC 뉴스에 말했습니다.
"우리는 행성들을 알고 있고, 그들이 어디에 있는지 알고 있으며, 약간 더 많은 시간이 필요하지만, 일어날 것입니다."
팀의 다음 관측 라운드가 서브넵튠도 생명을 지원할 수 있다는 것을 시사한다면, 이는 가능한 거주 가능한 행성의 수를 크게 증가시키고, 따라서 다른 세계에서 생명의 징후를 탐지할 가능성을 더 빨리 높일 것입니다.
이제 새로 발견된 여섯 개의 서브넵튠 중 하나 또는 경쟁 그룹에 의해 감지된 수십 개의 다른 서브넵튠에서 생명 징후를 탐지하는 경쟁이 시작되었습니다. 향상된 기능을 갖춘 새로운 망원경들과 곧 사용 가능해질 다른 망원경들 덕분에, 많은 천문학자들은 그 순간을 기다리지 않아도 될 것이라고 믿고 있습니다.
이 행성들은 NASA의 트랜짓 엑소플래닛 서베이 위성(TESS)과 유럽우주국(ESA)의 행성 특성화 위성(Cheops)을 사용하여 감지되었습니다.
트랜짓 엑소플래닛 서베이 위성
트랜짓 엑소플래닛 서베이 위성(TESS)은 NASA가 발사한 우주 망원경으로, 가까운 별들을 돌고 있는 외계 행성들, 특히 지구 크기에서부터 가스 거인까지 다양한 크기의 행성을 발견하기 위해 설계되었습니다. TESS는 2018년에 발사되어 별들 앞을 지나가는 행성들에 의해 발생하는 미세한 밝기 변화를 감지함으로써 외계 행성들을 탐색합니다. 이 방법을 통해, TESS는 별의 빛이 행성에 의해 가려질 때 발생하는 미묘한 감소를 측정하여 행성의 존재를 확인할 수 있습니다.
TESS의 주요 목표는 밝은 별 주위를 도는 행성들을 찾아내어 추가 연구를 위한 최적의 대상을 제공하는 것입니다. 이러한 행성들은 지상 및 우주 기반 망원경을 이용한 대기 조성 분석과 같은 후속 관측에 이상적입니다. TESS는 이러한 관측을 통해 우리 은하계 내에 존재하는 다양한 종류의 행성에 대한 이해를 깊게 하고, 특히 생명체가 존재할 수 있는 조건을 가진 행성들에 대한 정보를 제공할 것으로 기대됩니다.
TESS는 그 임무를 수행하기 위해 전천을 대상으로 하는 넓은 시야각을 가지고 있으며, 가장 가까운 별들을 포함하여 밝은 별들 주위의 행성들을 찾아내는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 통해 발견된 행성들 중 일부는 지구에서 가장 가까운, 따라서 가장 밝은 별들 주위를 도는 것으로 밝혀져, 이들은 앞으로 수십 년 동안 외계 행성 연구의 핵심 대상이 될 것입니다.
행성 특성화 위성
천체 특성화 위성(Cheops, CHaracterising ExOPlanet Satellite)은 유럽우주국(ESA)이 발사한 우주 망원경으로, 외계 행성의 특성을 연구하기 위해 설계되었습니다. Cheops는 특히 이미 발견된 외계 행성들의 크기와 질량을 더 정밀하게 측정함으로써, 그 행성들의 구성과 대기의 성질을 이해하는 데 기여합니다. 이를 통해 과학자들은 행성의 밀도를 계산하고, 그 결과를 바탕으로 행성이 주로 가스, 암석, 물 또는 그 외의 물질로 구성되어 있는지 추정할 수 있습니다. Cheops는 특정 외계 행성을 대상으로 세밀한 관찰을 수행하여, 우주에서 생명체의 존재 가능성을 탐색하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. Cheops의 임무는 외계 행성 연구 분야에 깊은 통찰력을 제공하고, 우리 은하계 내에 있는 다양한 유형의 행성들에 대한 이해를 높이는 것입니다.
HD110067
HD110067은 천문학자들이 발견한 태양계 중 하나로, 그 특성 때문에 매우 주목받고 있습니다. 이 시스템은 모든 행성이 비슷한 크기를 가지고 있으며, 형성 이후 큰 변화 없이 안정된 상태를 유지하고 있습니다. 이러한 특징은 행성이 어떻게 형성되었는지, 생명을 지탱할 수 있는 조건을 가지고 있는지를 연구하기에 이상적인 환경을 제공합니다. 또한, 이 시스템의 행성들은 모두 서로 동기화된 방식으로 별 주위를 도는 독특한 궤도 패턴을 보이고 있습니다. HD110067 시스템의 발견은 행성 과학과 외계 생명체 탐색에 있어 중요한 발전을 의미하며, 이 시스템을 통해 우주에 대한 우리의 이해를 더욱 확장할 수 있을 것으로 기대됩니다.