현재의 외계 행성 수 (천문학 자들이 다른 별을 공전 한 것으로 밝혀진 행성의 수)는 312 명입니다. 그것은 많은 행성입니다. 그러나 우리가 볼 곳을 정확히 알고 있다면 도움이 될 수 있습니다. 태양과 같은 별 주위의 먼지가 많은 디스크에 대한 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션을 사용한 새로운 연구에 따르면 화성만큼 작은 행성도 미래 망원경이 감지 할 수있는 먼지에 패턴을 만들 수 있습니다. 이 연구는 거주 가능한 행성을 찾는 새로운 길을 제시합니다. 이 연구의 수석 연구원 인 크리스토퍼 스타크 (Christopher Stark)는“우리는 다른 별 주위의 지구와 같은 행성을 직접 이미지화하기까지는 다소 시간이 걸릴 수 있지만, 그 전에는 행성 간 먼지에 새겨 져있는 화려하고 아름다운 고리를 감지 할 수있을 것입니다. 메릴랜드 대학교 컬리지 파크에서
메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 Goddard 우주 비행 센터에서 Marc Kuchner와 함께 일하면서 Stark는 25,000 개의 먼지 입자가 단일 행성의 존재 (화성의 질량에서 지구의 5 배, 태양과 같은 별을 공전하는 것까지)에 어떻게 반응 하는지를 모델링했습니다. 과학자들은 Goddard에서 NASA의 Thunderhead 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 먼지 입자의 크기와 행성의 질량 및 궤도 거리를 바꾸는 120 개의 서로 다른 시뮬레이션을 실행했습니다.
“우리 모델은 이전 시뮬레이션보다 10 배 많은 입자를 사용합니다. 이를 통해 링 구조의 대비와 모양을 연구 할 수 있습니다.”라고 Kuchner는 덧붙입니다. 이 데이터를 통해 연구원들은 각 매개 변수 세트로 인한 밀도, 밝기 및 열 특성을 매핑했습니다.
스타크는“우리 시스템을 포함한 행성 시스템에는 먼지가 많이 들어 있다는 점이 널리 알려져 있지 않다”고 덧붙였다. "우리는 그 먼지를 우리를 위해 일하게 할 것입니다."
혜성이 태양 근처에서 부서지고 모든 크기의 소행성이 충돌함에 따라 태양계의 많은 먼지가 목성의 궤도 안쪽으로 형성됩니다. 먼지는 햇빛을 반사하며 때로는 일출 전이나 일몰 후에 쐐기 모양의 하늘 광선 (황도광이라고도 함)으로 볼 수 있습니다.
컴퓨터 모델은 별의 빛을 포함하여 중력 및 기타 힘에 대한 먼지의 반응을 설명합니다. 별빛은 작은 입자에 약간의 항력을 가해 궤도 에너지를 잃고 별에 가깝게 이동합니다.
쿠 흐너는“입자들은 안쪽으로 나선형으로 움직 인 후 행성과 공명에 일시적으로 갇히게된다”고 설명했다. 입자의 궤도주기가 행성의 2/3, 5/6과 같은 작은 수의 비율 일 때마다 공명이 발생합니다.
예를 들어, 행성이 하나를 완성 할 때마다 먼지 입자가 별 주위에 3 개의 궤도를 만들면, 입자는 궤도의 같은 지점에서 반복적으로 여분의 중력 적 인 줄다리기를 느낄 것입니다. 한동안이 여분의 너지는 별빛으로부터의 끌기 힘을 상쇄시킬 수 있으며 먼지는 미묘한 고리 모양의 구조로 침전 될 수 있습니다.
Kuchner는“입자는 별쪽으로 나선 모양으로, 하나의 공명에 갇히고, 그 밖으로 떨어지고, 더 많이 나선 모양으로되고, 또 다른 공명에 갇히게됩니다. 수만 개의 입자에 대한 복잡한 힘의 상호 작용을 설명하기 위해서는 슈퍼 컴퓨터의 수학적 마력이 필요했습니다.
일부 과학자들은 다량의 먼지가 존재하면 지구와 같은 행성을 직접 이미징하는 데 장애가 될 수 있다고 지적합니다. NASA의 제임스 웹 우주 망원경 (James Webb Space Telescope)과 같은 미래 우주 임무는 현재 건설 중이며 2013 년에 발사 될 예정이며, 지구 행성 탐색기 (Terrestrial Planet Finder)는 먼지가 많은 디스크로 주변의 별을 연구 할 것입니다. 스타크 (Stark)와 쿠크 너 (Kuchner)가 만든 모델은 천문학 자들에게 숨겨진 세계의 존재를 알리는 먼지 구조의 미리보기를 제공합니다.
스타크는“우리 카탈로그는 다른 사람들이 지구의 질량과 궤도 거리뿐만 아니라 고리의 주요 입자 크기를 추론하는 데 도움이 될 것입니다.
Stark와 Kuchner는 10 월 10 일호 The Astrophysical Journal에 그 결과를 발표했습니다. 스타크는 외계 황도 분진 시뮬레이션의 아틀라스를 온라인에서 사용할 수있게했다.
출처 : 고다드 우주 비행 센터
