기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 143 - 가장 작은 외계 행성 발견 (2013)



 여러 차례 전해드린 것 처럼 케플러 우주 망원경은 수년에 걸쳐 수많은 외계 행성을 찾아내는 데 성공했으며 그 중에는 지구 보다 작은 것도 존재합니다. (  http://blog.naver.com/jjy0501/100148396580 참고 ) 그런데 최근 케플러 우주 망원경 자료를 검토한 토마스 바클레이 Thomas Barclay 를 비롯한 나사 케플러 팀의 과학자들은 거문고 자리 (constellation Lyra) 방향으로 지구에서 215 광년 정도 떨어진 황색 왜성 케플러 - 37 (Kepler - 37, G type star 로 태양 지름의 80% 와 태양질량의 약 77% 정도 되는 주계열성, 나이는 60 억년 정도 추정) 에 매우 작은 외계 행성이 있다는 것을 발견했습니다. 


 이들이 발견한 외계 행성은 모두 3개 인데 그 중에서 가장 안쪽을 공전하는 케플러 - 37b 는 지금까지 발견된 외계 행성 가운데 가장 작은 행성이라는 타이틀을 새롭게 차지하게 되었습니다. 추정되는 크기는 지구 지름에 30 % 수준에 불과해 심지어 수성 보다도 작습니다. 참고로 수성은 지구 지름의 38% 정도 크기에 질량은 5.5% 에 지나지 않습니다. 케플러 37b 의 경우 이보다도 질량이 더 작을 것으로 보입니다. 케플러 우주 망원경은 최소 지구 만한 외계 행성을 찾아내려는 목적으로 개발되었으나 이제 수성 보다 작은 외계 행성을 발견한 셈입니다. 



(새로 발견된 케플러 - 37 b/c/d 의 크기와 태양계 내행성의 크기 비교 NASA's Kepler mission has discovered a new planetary system that is home to the smallest planet yet found around a star like our sun, approximately 210 light-years away in the constellation Lyra. (Credit: NASA/Ames/JPL-Caltech)   ) 


 여러 모로 수성과 비슷한 케플러 - 37b 는 사실 수성 보다 모항성에 가까운 궤도를 공전합니다. 예상 공전 궤도는 0.1 AU (약 1500 만 km) 에 불과해 그 표면 온도는 700 K 에 달할 것으로 보입니다. 공전 주기도 13.3 일에 불과합니다. 그 바깥쪽으로 두개의 외계 행성 케플러 - 37c 와 케플러 - 37d 가 있습니다.


 케플러 - 37c 의 경우 지구 지름의 0.74 배 정도로 추정되며 지구와 화성의 중간 크기로 생각됩니다. 금성보다 약간 작은 이 행성 역시 모항성에서 아주 가까운 거리를 공전하는데 공전 궤도는 0.14 AU, 주기는 21.3 일에 불과합니다. 케플러 - 37d 의 경우 지구 지름에 2배 정도 되는 슈퍼 지구형 행성으로 생각되며 그 공전 궤도는 0.21 AU 주기는 40 일입니다. 


 한가지 흥미로운 점은 위치상 모두 생명체가 살 수 없는 매우 뜨거운 온도일 것으로 생각되나 마치 목성의 이오, 유로파(에우로파), 가니메데 처럼 이 행성들이 서로 궤도 공명 현상으로 5:8:15 의 공전 주기에 가깝게 움직인다는 것입니다. 이 점도 꽤 재미있는 현상이라고 하겠습니다.  


 한편 케플러 - 37 자체의 표면 온도는 태양보다 약간 차가운 5400 K 로 추정되고 가장 바깥쪽에서 발견된 케플러 - 37d 마저도 수성 보다 훨씬 가까운 위치에서 안정적으로 공전하고 있는 점으로 볼 때 이 3 행성 모두 밀도가 높은 암석형 행성일 가능성이 높아 보입니다. 아마도 크기와 온도를 고려할 때 케플러 - 37b 는 아무런 대기를 가지고 있지 않을 것으로 생각되며 이 점은 수성과 동일합니다. 


 사실 크기로 보면 케플러 - 37b 는 수성보다는 달에 더 가깝습니다. 케플러 - 37b 의 추정 지름을 지구의 30% 라고 할 때 대략 3800 km 의 지름을 지니는 셈인데, 이는 달의 3474 km 보다 약간 큰 정도이기 때문입니다. 그리고 태양계에서 가장 큰 위성인 가니메데 (지름 5268 km) 보다 더 작습니다. 


 케플러 -37b 의 발견은 우리가 모를 뿐이지 사실 태양계 이외에 다른 행성계 역시 지구보다 작거나 물론 수성보다도 작은 행성들을 다수 거느리고 있을 것임을 시사하고 있습니다. 사실 우리의 태양이 우주에서 아주 흔한 별인 점을 생각할 때 이 점은 전혀 놀라운 일은 아닙니다. 하지만 현재 기술 수준으로 이걸 발견했다는 것은 놀라운 일입니다. 


 향후 수성보다도 더 작은 외계 천체가 다수 발견될 때 과연 이것을 외계 행성이라고 불러야 하는지 외계 소행성이나 왜행성이라고 불러야 하는지도 상당히 흥미로운 주제가 될지 모르겠습니다. 다만 케플러 - 37b 의 경우는 다소 운이 좋은 경우였고 그 정도로 관측 기술이 발전하는 것은 아직은 좀 미래의 일일 것입니다. 아마도 그 정도 기술이 진보되는 시점에는 외계 위성 (Exomoon) 역시 대거 발견될 수 있겠죠. 외계 위성 역시 아주 흔할 것입니다. 아마 이 부분도 흥미로운 일 가운데 하나입니다.       


 참고 



 Journal Reference:

  1. Thomas Barclay, Jason F. Rowe, Jack J. Lissauer, Daniel Huber, Francois Fressin, Steve B. Howell, Stephen T. Bryson, William J. Chaplin, Jean-Michel Desert, Eric D. Lopez, Geoffrey W. Marcy, Fergal Mullally, Darin Ragozzine, Guillermo Torres, Elisabeth R. Adams, Eric Agol, David Barrado, Sarbani Basu, Timothy R. Bedding, Lars A. Buchhave, David Charbonneau, Jessie L. Christiansen, Jørgen Christensen-Dalsgaard, David Ciardi, William D. Cochran, Andrea K. Dupree, Yvonne Elsworth, Mark Everett, Debra A. Fischer, Eric B. Ford, Jonathan J. Fortney, John C. Geary, Michael R. Haas, Rasmus Handberg, Saskia Hekker, Christopher E. Henze, Elliott Horch, Andrew W. Howard, Roger C. Hunter, Howard Isaacson, Jon M. Jenkins, Christoffer Karoff, Steven D. Kawaler, Hans Kjeldsen, Todd C. Klaus, David W. Latham, Jie Li, Jorge Lillo-Box, Mikkel N. Lund, Mia Lundkvist, Travis S. Metcalfe, Andrea Miglio, Robert L. Morris, Elisa V. Quintana, Dennis Stello, Jeffrey C. Smith, Martin Still, Susan E. Thompson. A sub-Mercury-sized exoplanet.Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature11914




댓글

이 블로그의 인기 게시물

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...

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-te...

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만...