기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 236 - 하루가 8 시간인 외계 행성


 태양계에 있는 행성들의 하루 길이는 모두 제각각입니다. 금성의 경우 무려 하루가 지구 시간으로 243 일이며 목성의 경우 적도 부근을 기준으로 하루가 9시간 50 분에 지나지 않습니다. 대략적으로 봐서 태양계의 행성들은 크기가 클 수록 자전속도가 빠른 양상을 가지고 있다고 할 수 있는데 사실 8 개만 가지고 결론을 내리기는 좀 어려울 수도 있습니다. 과연 외계 행성은 어떨까요 ? 


 외계 행성의 자전 주기를 알아낸다는 것은 현대의 진보된 관측 기술로써도 매우 어려운 일에 속하고 지금까지 아무도 성공한 이도 없었습니다. 그런데 마침내 유럽 남방 천문대 (ESO) 의 VLT 를 이용해서 사상 처음으로 외계 행성의 자전 주기, 즉 하루의 길이를 알아내는데 성공했다고 합니다. 그 대상은 이전에도 여러차례 설명드린 화가자리 베타별 b (Beta Pictoris b) 로 지구에서 비교적 가까운 63 광년 거리에 있을 뿐 아니라 여러가지 좋은 조건 때문에 지구에서 관측이 용이해서 많은 연구가 진행되는 외계행성이기도 합니다. (  http://jjy0501.blogspot.kr/2014/01/Next-gen-exoplanet-hunter.html 참조)  



(화가자리 베타별 b 의 상상도  This artist's view shows the planet orbiting the young star Beta Pictoris. This exoplanet is the first to have its rotation rate measured. Its eight-hour day corresponds to an equatorial rotation speed of 100,000 kilometers/hour -- much faster than any planet in the Solar System. Credit: ESO L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org))  


 네덜란드 레이덴 대학 (Leiden University) 과 네덜란드 우주 연구소 (Netherlands Institute for Space Research (SRON)) 의 연구자들은 VLT 의 CRIRES를 이용해서 화가자리 베타별 b 의 적도 부근의 회전 속도를 구하는데 성공했습니다. 실제 속도 측정은 도플러 효과를 이용한 것으로 강력한 분광계를 이용해서 파장의 변화를 감지한 것입니다. 물론 자전 속도가 매우 빠른 것도 측정을 가능하게 한 이유라고 하겠습니다.  


 이 연구 결과에 의하면 이 외계 행성은 적도에서 거의 시속 10만 km 의 속도로 회전하고 있는데 이는 목성의 47000 km/hr 나 지구의 1700 km/hr 에 비해 대단히 빠른 것입니다. 이 외계 행성은 목성 질량의 4-11 배 사이 질량을 가지고 있고 따라서 그 지름은 목성보다 더 큽니다. 하지만 이점을 감안해도 이 외계 행성은 목성보다 훨씬 짧은 자전 주기를 가지고 있습니다. 화가자리 베타별 b 의 자전주기는 8 시간 정도에 불과합니다. 더 큰 행성일 수록 자전 속도는 물론 주기가 더 짧다는 가설이 지지를 받을 수 있는 결과인 셈입니다.  



(행성의 크기와 자전 주기와의 관계   The spin-rotation velocity of the solar system planets and exoplanet beta Pictoris b as a function of planet mass. Credit: Ignas Snellen, Leiden Observatory)  


 사실 행성의 자전 속도와 주기는 여러가지 요소에 의해 영향을 받게 됩니다. 예를 들면 금성의 자전 방향은 아무래도 반대인 것 같은데 이는 금성이 과거에 큰 소행성과 충돌해서 자전 속도와 방향 모두에 큰 영향을 받은 것이 아닌가 하는 의문을 낳게 하고 있습니다. 반면 거대 가스 행성들이 빠른 속도로 자전하는 것은 아무래도 형성되는 과정에서 영향을 받은 것이 아닌가 하고 생각되고 있습니다. 만약 좀더 많은 외계 행성들의 자전 속도가 측정된다면 과학자들은 더 큰 가스 행성일 수록 자전 속도가 빠르다는 가설을 확인할 수 있을 것입니다.  


 아무튼 최근 수십년간 관측 기술의 급격한 진보로 인해서 멀리 떨어진 확실치 않은 존재였던 외계 행성들의 실제 모습이 보다 구체적으로 드러나고 있습니다. 수년 전까지만 해도 외계 행성의 대기, 표면, 자전 속도를 측정한다는 것은 가능하지 않은 일이었지만 이제는 하나씩 현실이 되는 모습입니다. 아마도 외계 행성과 관련해서 가장 충격적인 발견은 외계 생명체의 존재일텐데 그 결정적 증거를 발견하게 되는 것은 언제일지 궁금해지네요. 이 연구는 네이처에 실렸습니다.  



 참고


Journal Reference:
  1. Ignas A. G. Snellen, Bernhard R. Brandl, Remco J. de Kok, Matteo Brogi, Jayne Birkby, Henriette Schwarz. Fast spin of the young extrasolar planet β Pictoris b. Nature, 2014; 509 (7498): 63 DOI: 10.1038/nature13253


라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

렘 수면이 식이 패턴에 영향을 준다?

  ( Using a techniqu e called optogenetics, the activity of cells in the brain can be specifically suppressed with light pulses. Credit: Pascal Gugler / Insel Gruppe )  수면 중 빠른 안구 운동이 발생하는 렘 (REM) 수면은 아직도 그 기능이 완전히 밝혀지지 않았지만, 수면에서 매우 중요한 부분이라는 사실은 확실합니다. 렘 수면은 꿈과 관련이 깊으며 전체 수면 시간이 부족하지 않더라도 렘 수면 시간이 짧으면 다음날 집중력이 떨어지고 많이 피곤하게 됩니다. 아마도 렘 수면 시간 동안 여러 가지 기능과 작업이 이뤄짐을 시사하는 결과입니다.   베른 대학교 ( University of Bern )의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 렘 수면이 식이 패턴에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구팀은 렘 수면이 외측 시상하부 ( lateral hypothalamus)에 영향을 주어 식욕을 조절할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 외측 시상하부는 모든 포유류에서 볼 수 있는 시상하부의 작은 핵으로 식욕을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 과거 과학자들은 렘 수면 동안 외측 시상하부가 활성화되는 것을 확인했지만, 렘 수면이 실제 식욕을 조절하는지에 대해서는 알지 못했습니다. 렘 수면 동안 외측 시상하부만 차단할 방법이 없었기 때문입니다.   연구팀은 빛으로 살아있는 세포를 조절하는 기술인 광유전학 (optogenetic) 방식으로 렘 수면 중인 쥐의 외측 시상하부 활동을 차단했습니다. 그 결과 쥐의 식욕이 저하되는 것을 확인할 수 있었습니다. 불과 하루 간 차단만으로도 4일 정도 효과가 지속될 정도로 식욕에 대한 영향이 컸습니다. 이는 렘 수면이 식욕을 적절하게 유지하는 데 도움을 준다는 점을 시사합니다.   사실 최근에 다이어트에 대한 수요가 폭발해서 ...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

비타민 D - 우울증 예방 효과는 없다

   다른 비타민과 마찬가지로 비타민 D는 사람이 살아가는데 반드시 필요한 비타민입니다. 비타민 D가 부족한 경우 뼈에 심각한 문제가 생길 수 있습니다. 그런데 한 가지 더 흥미로운 사실은 여러 질병에서 비타민 D 부족이 관찰된다는 것입니다. 예를 들어 우울증의 경우에도 비타민 D 부족이 보고된 바 있습니다. 일부 연구자들은 햇빛을 받아 생성되는 비타민 D 부족이 계절성 우울증 장애 (seasonal affective disorder)의 원인일지 모른다고 생각해왔습니다.   하지만 하버드 의대와 메사추세스 종합 병원(MGH)의 연구팀은 비타민 D3 (cholecalciferol) 보충제를 사용한 대규모 임상 시험에서 비타민 D 복용이 우울증 예방에 특별한 효과가 없다는 사실을 확인했습니다. 이 연구는 종합 비타민제 혹은 단독으로 사용되는 비타민 D 보충제가 질병 예방에 효과가 있는지를 알아보기 위한 것으로 평균 67세의 건강한 성인 남녀 18,353명을 대상으로 진행되었습니다. 연구 참여자들은 두 그룹으로 나뉘어 콜레칼시페롤 (비타민 D3) 2000 IU 혹은 위약을 받아 5년간 복용했습니다. 우울증의 정도는 8-item Patient Health Questionnaire depression scale [PHQ-8]로 측정했습니다.   이 연구에서는 분명한 비타민 D 결핍증이 있는 경우는 제외했는데, 의학적으로 보충이 필요한 정도의 결핍이라면 치료를 하는 게 맞지 위약을 5년이나 주는 것은 윤리적으로 문제가 있기 때문입니다. 따라서 연구의 목표는 비타민이 부족하지 않은 건강한 사람에서 비타민 보충제가 혹시 우울증 예방에 효과가 있는지를 알아보려는 것입니다.   연구 결과 실험군과 대조군 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 없었습니다. 우울증 발생률은 두 그룹에서 별로 차이가 없었으며 연구 시작과 종료 시점에 그룹 내에서도 별 차이가 없었습니다. 따라서 비타민 D가 부족하지 않...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기