기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 189 - 외계 행성에서 물의 증거를 발견한 허블 우주 망원경

 


 지구에서 다양한 생명체의 존재를 가능하게 만들었던 것이 바로 물이기 때문에 과학자들은 외계 행성에서 물의 존재를 찾기 위해 노력하고 있습니다. 비록 물 자체는 매우 흔한 분자이긴 하지만 그 존재를 확인한다는 것은 만만치 않은 일입니다. 현재까지 외계 행성을 찾는 일은 식현상을 이용하거나 모항성의 흔들림을 이용하는 등 간접적인 방법이고 실제 직접 망원경으로 관측이 가능한 경우는 매우 드문 상태입니다. 그런만큼 외계 행성의 물의 존재를 직접 증명한다는 것은 사실 현재로써는 가능하지 않은 일입니다.


 하지만 이가 없으면 잇몸이라는 속담처럼 과학자들은 더 강력한 망원경이 개발되기를 기다리기 전에 다른 방법을 이용해 간접적으로 물의 존재를 증명하는 방법을 고민해 왔습니다. 그리고 최근 국제 과학자팀이 간접적인 방법을 이용해서 외계 행성의 대기 중에 있는 물분자의 존재를 증명하는데 성공했다고 하네요. 


 수십에서 수백광년 정도 떨어져 있는 외계 행성의 대기 구성 성분을 지구에서 확인한다는 것은 믿기 힘든 일일지도 모르지만 가능한 방법이 있습니다. 과학자들은 대기에서 나오는 빛의 스펙트럼을 분석해서 그 구성 물질을 알 수 있습니다. 왜냐하면 모항성이 빛이 행성의 대기를 통과할 때 대기 속의 물질이 특정 파장의 빛을 강하게 흡수하기 때문이죠. 이를 흡수 스펙트럼 (absorption spectrum) 이라 부르며 이를 분석하면 어떤 화학물질속을 통과했는지를 분석할 수 있습니다. 


 나사 고다드 우주 비행 센터의 행성 과학자 아비 만델 (Avi Mandell, a planetary scientist at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md) 와 그의 동료들로 구성된 과학자 팀과 메릴랜드 대학의 드레이크 데밍 (L. Drake Deming of the University of Marylan) 이 이끄는 연구팀은 허블 우주 망원경의 데이터를 분석해서 총 5 개의 외계 행성 (WASP-17b, HD209458b, WASP-12b, WASP-19b, XO-1b ) 이 그 모항성 앞을 지날 때 흡수한 빛의 스펙트럼을 분석하는 데 성공했습니다. 


 말은 쉬워도 매우 어려운 작업인게 별 자체의 흡수 스펙트럼과 혼동하지 않기 위해서는 외계 행성이 모항성 앞을 지나는 순간을 포착, 지나가는 중과 지나간 후의 미세한 흡수 스펙트럼 변화를 체크해야 하기 때문입니다. 대개 행성은 항성과는 비교할 수 없이 작기 때문에 이는 매우 힘든 작업입니다. 아무튼 이를 분석한 과학자들은 외계 행성에도 물이 존재한다는 사실을 알 수 있었습니다. (아래 동영상/사진 참조) 




(식현상과 흡수 스펙트럼 변화를 이용한 대기 중 물질 분석 illustration depicting the atmosphere of a planet absorbing and transmitting different wavelengths of its star's light To determine what’s in the atmosphere of an exoplanet, astronomers watch the planet pass in front of its host star and look at which wavelengths of light are transmitted and which are partially absorbed. (Credit: NASA's Goddard Space Flight Center)  )       




(동영상) 


 연구팀의 리더인 데밍은 '외계 행성의 대기를 분석하는 일은 대단히 힘들지만 우리는 분명히 확실한 물의 신호를 잡아냈다' 라고 언급했습니다. 만델이 팀이 분석한 외계 행성의 대기는 WASP-12b, WASP-17b, WASP-19b  이며 데미의 팀이 분석한 외계 행성의 대기는 HD209458b, XO-1b 입니다. 물의 존재를 발견했다는 것 보다 더 중요한 것은 외계 행성의 대기를 분석할 테크닉을 개발했다는 것으로 향후 연구에서 다른 외계 행성의 대기를 분석하는 데 중요한 역할을 할 것으로 보입니다. 엄청나게 멀리 떨어진 외계 행성의 대기를 분석했다는 것 자체로 현대 과학의 쾌거라 할 수 있습니다. 


 다만 이번에 분석한 외계 행성들은 모두 모항성 가까이에 있는 큰 외계 행성으로 (쉽게 말해 뜨거운 목성 hot jupiter 형 행성) 물의 존재가 있다해도 생명체가 존재할 가능성은 거의 생각하기 힘듭니다. 하지만 향후 더 연구가 진행되면 언젠가 생명체가 존재할 만한 외계 행성에서 물의 존재를 밝혀낼 날도 있을 것으로 기대합니다. 


 참고 


  Journal Reference:

  1. Avi M. Mandell, Korey Haynes, Evan Sinukoff, Nikku Madhusudhan, Adam Burrows, Drake Deming. EXOPLANET TRANSIT SPECTROSCOPY USING WFC3: WASP-12 b, WASP-17 b, AND WASP-19 b. The Astrophysical Journal, 2013; 779 (2): 128 DOI: 10.1088/0004-637X/779/2/128




댓글

이 블로그의 인기 게시물

R 패키지 설치 및 업데이트 오류 (1)

R 패키지를 설치하거나 업데이트 하다보면 여러 가지 문제가 생기는 경우들이 있습니다. 이 경우 아예 R을 재설치하는 것도 방법이지만, 어떤 경우에는 이렇게해도 해결이 안되고 계속해서 사용자는 괴롭히는 경우도 있습니다. 이런 경우 중 하나를 소개합니다. 새로운 패키지를 설치, 혹은 업데이트 하는 과정에서 같이 설치하는 패키지 중 하나가 설치가 되지 않는다는 메세지가 계속 나왔는데, 사실은 백신 프로그램 때문이었던 경우입니다. 

 dplyr 패키지를 업데이트 하려고 했는데, 제대로 되지 않아 다시 설치를 진행했습니다. 그런데 일부 패키지가 제대로 설치되지 않는다는 메세지가 나왔습니다. 

> install.packages("dplyr") Error in install.packages : Updating loaded packages > install.packages("dplyr") Installing package into ‘C:/Users/jjy05_000/Documents/R/win-library/3.4’ (as ‘lib’ is unspecified) also installing the dependencies ‘bindr’, ‘bindrcpp’, ‘Rcpp’, ‘rlang’, ‘plogr’
trying URL 'https://cran.rstudio.com/bin/windows/contrib/3.4/bindr_0.1.1.zip' Content type 'application/zip' length 15285 bytes (14 KB) downloaded 14 KB
trying URL 'https://cran.rstudio.com/bin/windows/contrib/3.4/bindrcpp_0.2.2.zip' Content type 'application/zip' length 620344 bytes (605 KB) downloaded 605 KB
trying URL 'https://c…

우분투 18.04 가상 머신에 VMware tools 설치

VMware에 우분투를 설치하고 나서 업데이트를 하거나 혹은 수동으로 우분투를 설치하는 경우 VMware tools을 다시 설치해야 VMware의 기능을 모두 사용할 수 있습니다. 사실 가상 머신에 우분투를 설치하는 과정은 그렇게 어렵지 않지만, VMware tools 설치 과정은 의외로 까다로울 수 있습니다. 

 일단 설치를 위해 WMware창에서 manage -> install VMware Tools 을 선택합니다. 그러면 바탕화면에 VMware Tools라는 DVD 아이콘이 생성됩니다. 





하지만 윈도우와 달리 이 아이콘을 클릭해서 VMware Tools가 설치되지는 않습니다. 그래서 아래 명령어로 설치를하려는 중 흥미로운 내용을 발견했습니다. 
tar xzf /media/`whoami`/VMware\ Tools/VMwareTools-*.tar.gz -C ~/
sudo ~/vmware-tools-distrib/vmware-install.pl
(터미널에 이 내용을 복사해서 붙이면 됩니다) 


 가능하면 open-vm-tools를 사용하라는 메세지가 나옵니다. 그래서 그렇게 해봤습니다. 방법은 간단합니다. 터미널에서 한 줄만 입력하면 됩니다. 

sudo apt install open-vm-tools-desktop (서버 버전은 sudo apt install open-vm-tools)

 입력하면 뭔가가 설치되면서 VMware Tools가 깔립니다. 뭔가 물어보기도 하는데 유지하는 걸로 이야기하면 끝납니다. 정상적으로 설치가 완료되면 재부팅 없이도 실행이 가능합니다. 실행 여부는 간단하게 파일 이동이나 화면 확대 (해상도가 자동 맞춤됨)가 가능할 것입니다. 아무튼 설치가 꽤 편리해졌습니다. 


통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다. 

 문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다. 그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.

 사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다. 

1. 입문자를 위한 책을 추천해달라

 사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율성이 떨어질 것입니다. 

 아무튼 수업을 들었는데 잘 기억이…