지난 수십 년 동안 우리 은하에서 수천 개의 태양계 행성이 발견되었습니다. 2018 년 7 월 28 일 현재 총 3,374 개의 태양계 행성이 2,814 개의 행성계에서 확인되었습니다. 이 행성의 대부분은 가스 거인 이었지만, 점점 더 많은 수의 행성이 지상파 (즉, 바위 같은)로 별의 각 거주 가능한 구역 (HZ) 내에서 공전하는 것으로 밝혀졌습니다.
그러나 태양계의 경우와 같이 HZ가 지구가 생명을 지탱할 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 금성과 화성은 태양 HZ의 안쪽과 바깥 쪽 가장자리에 있지만 각각의 표면에서 생명을 지탱할 수는 없습니다. 더 잠재적으로 거주 가능한 행성이 항상 발견되면서, 새로운 연구에 따르면 거주 가능 지역에 대한 우리의 정의를 다듬을 때가되었을 것입니다.
“다른 행성에서 생명체를 찾는 더 포괄적 인 거주 가능 구역”이라는 제목의 연구는 최근 온라인에 게재되었습니다. 이 연구는 도쿄 공과 대학의 지구 생명 과학 연구소의 연구원 인 Ramses M. Ramirez 박사가 수행했습니다. 수년 동안 라미레즈 박사는 잠재적으로 거주 할 수있는 세계에 대한 연구에 참여했으며 지구를 거주 가능하게 만드는 과정을 평가하기 위해 기후 모델을 구축했습니다.
라미레즈 박사가 그의 연구에서 지적한 바와 같이, 거주 가능 구역의 가장 일반적인 정의는 궤도면의 표면 온도가 물을 액체 상태로 유지하기에 충분한 별 주위의 원형 영역입니다. 그러나 이것이 단지 행성이 거주 가능하다는 것을 의미하는 것은 아니며, 생명이 실제로 존재할 수 있는지를 결정하기 위해 추가 고려 사항을 고려해야합니다. 라미레즈 박사가 스페이스 매거진에게 이메일을 통해 말했다 :
“HZ의 가장 인기있는 화신은 고전적인 HZ입니다. 이 고전적인 정의는 거주 가능 행성에서 가장 중요한 온실 가스가 이산화탄소와 수증기라고 가정합니다. 또한 지구와 마찬가지로 탄산염 규산염 순환에 의해 그러한 행성에서의 거주 성이 유지된다고 가정합니다. 지구상에서 탄산 규산염 사이클은 판 구조론에 의해 구동됩니다.
“카보네이트 실리케이트주기는 대기, 표면 및 지구 내부 사이의 이산화탄소 전달을 조절합니다. 오랜 시간 동안 행성 온도 조절기 역할을하며 대기에 너무 많은 CO2가 없거나 (지구가 너무 뜨거워 지거나) 너무 작게 (지구가 너무 차가워 지도록) 보장합니다. 고전적인 HZ는 또한 거주 가능한 행성이 지구와 크기가 비슷한 총 물 인벤토리 (예 : 대양과 바다의 총 물)를 보유하고 있다고 가정합니다.”
이것은 과학자들이 우리가 인간에게 가장 친숙한 것에 근거하여 거주 습관의 징후를 찾은“낮은 열매”접근법이라고 할 수 있습니다. 우리가 거주 할 수있는 유일한 예가 행성 지구라는 것을 감안할 때, 외계 행성 연구는 작곡 (즉, 바위 같은), 궤도 및 크기에서 "지구와 같은"행성을 찾는 데 중점을두고 있습니다.
그러나 최근 몇 년 동안이 정의는 새로운 연구에 의해 도전 받게되었습니다. 외계 행성 연구가 다른 별 주위의 존재를 감지하고 확인하는 것에서 멀어지고 특성화로 이동함에 따라 잠재적으로 거주 가능한 세계의 다양성을 포착하려는 새로운 HZ 공식이 등장했습니다.
라미레즈 박사가 설명했듯이,이 새로운 제형은 거주 가능한 행성이 다른 대기 조성을 가질 수 있다는 점을 고려하여 전통적인 HZ 개념을 보완했습니다.
예를 들어 그들은 CH4 및 H2와 같은 추가 온실 가스가 지구와 화성 모두에서 초기 조건에 중요하다고 여겨지는 추가 온실 가스의 영향을 고려합니다. 이러한 가스를 추가하면 거주 지역이 기존 HZ 정의에 의해 예측되는 것보다 넓습니다. TRAPPIST-1h와 같이 HZ 외부에 있다고 생각되는 행성이 이제 그 안에있을 수 있기 때문에 이것은 훌륭합니다. 또한 더운 별의 HZ 바깥 가장자리 근처에 밀도가 높은 CO2-CH4 대기를 가진 행성은 생명체없이 그러한 대기를 유지하기 어렵 기 때문에 사람이 거주 할 수 있다고 주장했다.”
그러한 연구 중 하나는 코넬 대학교 칼 사간 연구소의 부교수 인 라미레즈 박사와 리사 칼테 네거 박사가 수행했습니다. 2017 년에 생산 된 논문에 따르면 천체 물리,외계 행성 사냥꾼은 화산 활동의 존재에 기초하여 언젠가 거주 할 수있는 행성을 발견 할 수있다 – 수소 기체의 존재를 통해 식별 할 수있는 행성 (H2) 그들의 분위기에서.
이 이론은“지구와 같은”조건에 대한 검색을 자연스럽게 확장 한 것으로, 지구의 대기가 항상 오늘날과 같은 것은 아니라고 생각합니다. 기본적으로 행성 과학자들은 수십억 년 전에 지구의 초기 대기에 수소 가스가 풍부하게 공급되었다고 이론화했습니다 (H2)이 대기에서 화산 가스 방출과 수소와 질소 분자 사이의 상호 작용으로 인해 지구는 생명을 발전시키기에 충분히 오랫동안 지구를 따뜻하게 유지했습니다.
지구의 경우,이 수소는 결국 우주로 빠져 나갔으며, 이는 모든 지구 행성의 경우로 여겨집니다. 그러나 충분한 수준의 화산 활동이있는 지구에서는 대기 중 수소 가스의 존재가 유지 될 수있어 표면을 따뜻하게 유지하는 온실 효과를 허용합니다. 이와 관련하여 행성 대기에 수소 가스가 있으면 별의 HZ가 확장 될 수 있습니다.
라미레즈 (Ramirez)에 따르면, 시간 요소도 있으며, 이는 일반적으로 HZ를 평가할 때 고려되지 않습니다. 요컨대, 별은 시간이 지남에 따라 진화하고 나이에 따라 다양한 수준의 방사선을 방출합니다. 이는 별의 HZ가 도달하는 위치를 변경하는 효과가 있으며, 현재 연구중인 행성을 포함하지 않을 수 있습니다. 라미레즈는 다음과 같이 설명했다.
M- 난쟁이 (정말로 멋진 별)가 처음 형성 될 때 너무 밝고 뜨거워서 나중에 고전적인 HZ에있는 것으로 판단되는 어린 행성을 바라 볼 수있는 것으로 나타났습니다. 이것은 지구가 현재 거주 가능 구역에 있다고해서 실제로 거주 가능하다는 것을 의미하지는 않습니다. 우리는 이러한 경우에주의 할 수 있어야합니다.
마지막으로, 외계 행성 사냥에서 어떤 종류의 별 시스템 천문학 자들이 관찰하고 있는지에 대한 문제가있다. 많은 설문 조사에서 G 형 황 왜성 (우리 태양이 무엇인지)을 조사했지만, 장수와 그들이 가장 믿었다는 사실 때문에 늦게 M 형 (붉은 왜성) 별에 대한 많은 연구가 집중되어 왔습니다 별의 HZ 내에서 공전하는 바위 같은 행성을 찾을 수 있습니다.
“대부분의 이전 연구가 단일 별 시스템에 중점을 두었지만 최근 연구에 따르면 거주 가능한 행성은 이진 별 시스템이나 심지어 빨간색 거대 또는 백색 왜성 시스템에서 발견 될 수 있으며 잠재적으로 거주 가능한 행성은 사막 세계 또는 해양 세계의 형태를 취할 수도 있습니다 라미레즈는 말합니다. "이러한 공식은 거주 할 수있는 행성의 매개 변수 공간을 크게 넓힐뿐만 아니라 생명을 가장 많이 가질 수있는 세계를 걸러 낼 수있게 해줍니다."
결국,이 연구는 고전적인 HZ가 외계 생명체의 가능성을 평가하는 데 사용될 수있는 유일한 도구는 아니라는 것을 보여줍니다. 따라서 라미레즈는 미래에 천문학 자와 외계 행성 사냥꾼들은이 새로운 공식에 의해 제기 된 추가 고려 사항으로 고전적인 HZ를 보완 할 것을 권장한다. 그렇게함으로써 그들은 언젠가 인생을 찾을 수있는 기회를 극대화 할 수있을 것입니다.
“현재 과학자들은 현재 거주 가능한 지역에 위치한 행성이 실제로 더 많은 생명의 증거를 찾기 위해 더 연구 할 가치가 있는지 판단 할 수 있기 때문에 과학자들은 행성 시스템의 초기 단계에 특별한주의를 기울일 것을 권장합니다. “또한 다양한 HZ 정의를 함께 사용하여 생명을 가장 많이 보유 할 행성을 결정할 수 있도록하는 것이 좋습니다. 이런 식으로 우리는이 행성들의 순위를 매기고 망원경으로 대부분의 시간과 에너지를 소비 할 행성을 결정할 수 있습니다. 그 과정에서 탄산 규산염주기가 우주 규모에 얼마나 보편적인지를 결정하는 등 HZ 개념이 얼마나 유효한지 테스트 할 것입니다.”
