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2014년 4월 18일 금요일

우주 이야기 233 - 생명체 거주 가능 지구형 행성 Kepler-186 f



 케플러 우주 망원경에 의해서 발견되고 이후 지상의 켁 망원경 및 제미니 관측소에 의해서 확인된 외계 행성계 케플러 - 186 (Kepler-186) 에서 처음으로 지구와 비슷한 행성이 액체 상태의 물이 존재 가능한 공전 궤도를 도는 것이 확인되었다고 합니다. 나사 에임즈 연구소 및 SETI 연구소의 엘리사 퀸타나 (Elisa Quintana of the SETI Institute and NASA Ames Research Center) 와 그녀의 동료들은 사이언스지에 발표한 논문에서 이와 같은 내용을 주장했습니다. 



(케플러 - 186 f 의 상상도  The artist's concept depicts Kepler-186f , the first validated Earth-size planet to orbit a distant star in the habitable zone. 
Image Credit: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech )


 케플러 - 186 자체는 사실 태양같은 황색 왜성은 아니고 M1 형의 적색 왜성입니다. 지구에서의 거리는 백조자리 방향으로 대략 500 광년 (493 ± 59) 정도로 표면 온도는 3788 K 정도 되는 약간 차가운 별입니다. 질량도 태양의 절반이 채 안되는 수준인데 b - f 까지 총 5 개의 외계 행성이 그 주변을 공전하고 있는 것이 확인되었습니다.


 이중 가장 안쪽 궤도를 도는 케플러 - 186 b 의 경우 0.0343 AU ( 1 AU 는 1.5 억 km 수준) 에 불과한 궤도를 공전하며 가장 먼 케플러 - 186 f 는 0.356 AU 의 궤도를 공전하고 있습니다. 이 거리는 사실 태양계에서는 수성의 공전 궤도보다 약간 가까운 수준이지만 태양 보다 훨씬 어두운 별 주변을 공전하고 있기 때문에 케플러 - 186 f 는 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 있다고 하겠습니다. (참고로 f 보다 한단계 더 안쪽을 도는 e 의 경우 0.11 AU 에 불과한 거리에서 공전) 



(케플러 - 186 시스템의 설명. 아래 위는 태양계와 이 행성계의 궤도 비교. 케플러 - 186 f 는 지구보다 약간 크게 태양 - 수성 정도 되는 궤도를 공전하는 행성임. The diagram compares the planets of our inner solar system to Kepler-186, a five-planet star system about 500 light-years from Earth in the constellation Cygnus. The five planets of Kepler-186 orbit an M dwarf, a star that is is half the size and mass of the sun. 
Image Credit: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech ) 



(동영상 ) 


 케플러 - 186 f 는 대략 지구보다 지름은 11%, 부피는 40% 정도 더 큰 행성입니다. 그 구성에 대해서는 아직 정보가 제한적이지만 연구팀은 아마도 지구 같은 암석 행성일 것으로 생각하고 있습니다. 공전주기는 대략 130 일 정도인데 상대적으로 모항성에서 멀리 떨어진 탓에 모항성 주변에서 바짝 붙어 공전하는 b,c,d,e 처럼 조석 고정 (Tidally locked. 지구 - 달 처럼 공전 - 자전 주기가 동일해져 위성이 한쪽만 바라보게 되는 것) 되어 있지 않을 것으로 보입니다. 이것 역시 생명체가 존재하기에 적당한 조건이라고 하겠습니다. 


 다만 연구팀 역시 이 외계 행성이 실제로 생명체가 살만한 장소인지는 이 행성의 대기 조성에 따라서 크게 달라질 수 있다는 점을 인지하고 있습니다. 만약 지구 같은 대기 대신 금성 같은 대기를 가지고 있다면 생명체가 살기에는 너무 뜨거운 행성일 수도 있습니다. 반면 지구와 비슷한 대기조성과 비슷한 알베도를 가진 행성이라면 액체 상태의 물의 존재를 기대해 볼 수 있습니다. 


 아직까지 결론을 내리기에는 이르지만 미래 외계 행성 연구에 중요한 목표가 하나 생긴 점은 확실합니다. 연구팀은 미래에 등장할 TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) 나 이제 발사를 앞두고 있는 제임스 웹 우주 망원경이 활약할 시점에서 바로 이 케플러 - 186 f 가 중요한 타겟이 될 것으로 생각하고 있습니다. 


 500 광년으로 너무 멀기 때문에 글리제 581 처럼 전파 신호를 보내려고 시도하기에는 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100159506598  참조) 아마도 적합하지는 않을 것 같습니다. 설혹 케플러 186 f 에 발달된 외계 문명이 산다고 해도 교신에 1000 년이 걸리는 셈이니까요. 그럼에도 우주에서 가장 흔한 형태의 별인 적색 왜성에 지구와 비슷한 쌍둥이 외계 행성들이 존재할 수 있다는 사실은 우주에 생명체가 생겨날 장소가 생각보다 많다는 희망적인 증거로 볼 수 있습니다. 


 참고 


  Journal Reference:
  1. Elisa V. Quintana, Thomas Barclay, Sean N. Raymond, Jason F. Rowe, Emeline Bolmont, Douglas A. Caldwell, Steve B. Howell, Stephen R. Kane, Daniel Huber, Justin R. Crepp, Jack J. Lissauer, David R. Ciardi, Jeffrey L. Coughlin, Mark E. Everett, Christopher E. Henze, Elliott Horch, Howard Isaacson, Eric B. Ford, Fred C. Adams, Martin Still, Roger C. Hunter, Billy Quarles, Franck Selsis. An Earth-Sized Planet in the Habitable Zone of a Cool Star. Science, 2014 DOI:10.1126/science.1249403
  
   

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