우리 태양계 외부의 외계 생명체에 대한 탐색은 현재 태양과 유사한 별 주위의 외계 행성계의 '거주 가능한 구역'내의 외계 행성에 초점을 맞추고있다. NASA의 케플러 미션의 주요 목표는 다른 별 주위의 지구와 같은 행성을 찾는 것입니다.
별 주위의 거주 가능 구역 (HZ)은 밀도가 충분한 대기권이 주어지면 지구 행성 표면에 액체 물이 존재할 수있는 거리 범위로 정의됩니다. 지구 행성은 일반적으로 크기와 질량면에서 바위와 유사하며 지구와 유사합니다. 직경과 밝기 및 온도가 다른 별 주변의 거주 가능 구역을 시각화하여 보여줍니다. 빨간색 영역은 너무 뜨겁고 파란색 영역은 너무 차갑지 만 녹색 영역은 액체 물에 딱 맞습니다. 이런 식으로 설명 할 수 있기 때문에 HZ는 “골디 락 존”.
일반적으로, 우리는 다른 별 주위의 행성들이 태양계와 유사하다고 생각합니다. 이론적으로는 가능하지만 과학자들은 별 쌍이나 다중 별 시스템 주위에서 행성을 찾을 수 있을지에 대해 토론했습니다. 그런 다음 2011 년 9 월 NASA의 케플러 미션 연구원은 스타 워즈의 가상의 타투 인과 같이 한 쌍의 별을 공전하는 차갑고 가스가 많은 토성 크기의 행성 인 케플러 -16b의 발견을 발표했습니다.
이번 주에 나는 외계 행성을 연구하는 어린 총들 중 하나 인 Billy Quarles를 인터뷰 할 기회를 가졌습니다. 월요일 빌리와 그의 공동 저자 Zdzislaw Musielak 교수와 Manfred Cuntz 교수는 텍사스 오스틴에서 열린 AAS 회의에서 케플러 16의 거주 지역과 다른 외곽 성 별 시스템 내에서 지구와 같은 행성의 가능성에 대한 연구 결과를 발표했다. .
Billy는“영주권 영역을 정의하기 위해 주어진 거리에서 물체에 입사하는 플럭스의 양을 계산합니다. “우리는 또한 대기가 다른 행성들이 열을 다르게 유지한다는 점을 고려했습니다. 온실 효과가 매우 약한 행성은 별과 더 가까울 수 있습니다. 온실 효과가 훨씬 강한 행성의 경우 거주 지역이 더 멀어 질 것입니다.”
“우리의 특정 연구에서 우리는 두 개의 별을 공전하는 행성이 있습니다. 별 중 하나가 다른 것보다 훨씬 밝습니다. 훨씬 더 밝아서, 우리는 작은 희미한 동반자 별에서 나오는 플럭스를 완전히 무시했습니다. 따라서이 경우 거주 지역에 대한 우리의 정의는 보수적 인 추정치입니다.”
Quarles와 그의 동료들은 Kepler 16 HZ 내에서 행성 궤도의 장기 안정성에 대한 광범위한 수치 연구를 수행했습니다. Quarles는“행성 궤도의 안정성은 이진 별과의 거리에 달려있다. "2 차 스타의 교란이 적기 때문에 더 안정적 일수록 더 안정적입니다."
Kepler 16 시스템의 경우, 1 차 별 주위의 행성 궤도는 0.0675AU (천문 단위)까지만 안정적입니다. 빌리는 이렇게 설명했다.“이것은 런 어웨이 온실 효과가 차지하는 거주 습관의 내부 한계 안에 있습니다. 이 모든 것 외에는 쌍의 1 차 별 주위의 궤도에 거주 가능한 행성이있을 가능성을 배제한다. 그들이 찾은 것은 케플러 16의 저 질량 별 쌍 주위의 골디락스 지역의 궤도가 백만 년 이상의 시간 척도에서 안정적이며, 생명체가 그 HZ 내의 행성에서 진화 할 수있는 가능성을 제공한다는 것입니다.
케플러 16b의 대략 원형 궤도는 별에서 약 6 천 5 백만 마일이 거주 지역의 바깥 쪽 가장자리에 있습니다. 가스 거인이기 때문에 16b는 거주 가능한 지구 행성이 아닙니다. 그러나 지구와 같은 달 골디락스 문지구와 같은 궤도를 돌면서 지구와 같은 대기를 유지하기에 충분히 방대한 생명을 유지할 수있었습니다. Quarles는“우리는 케플러 -16b 주변의 궤도에서 거주 가능한 외계인이 가능하다는 결론을 내렸다.
나는 Quarles에게 별의 진화가이 Goldilocks Zone에 어떤 영향을 미치는지 물었습니다. 그는“시스템 수명 기간 동안 고려해야 할 사항이 많이 있습니다. 그중 하나는 시간이 지남에 따라 별이 어떻게 진화하는지입니다. 대부분의 경우 거주 가능 구역이 가까이에서 시작하여 천천히 표류합니다.”
별의 주요 시퀀스 수명 동안 수소의 핵 연소는 핵에 헬륨을 형성하여 압력과 온도를 증가시킵니다. 이것은 더 크고 금속성이 적은 별에서 더 빨리 발생합니다. 이러한 변화는 별의 외부 영역에 영향을 미치며 광도 및 유효 온도가 꾸준히 증가합니다. 별이 더 밝아 져 HZ가 바깥쪽으로 이동합니다. 이 운동은 별의 주 계열이 시작될 때 HZ 내에서 행성을 만들어 너무 뜨겁고 결국 사람이 살 수 없게 만들 수 있습니다. 마찬가지로, 원래 HZ 외부의 무시할 수없는 행성은 해동되어 삶을 시작할 수 있습니다.
“저의 연구에서는 별의 진화 부분을 무시했습니다.”라고 수석 저자 인 Quarles는 말했습니다. "우리는 백만 년 동안 모델을 운영하여 스타 라이프 사이클의 해당 부분에 거주 할 수있는 구역이 어디인지 확인했습니다."
별과 적절한 거리에있는 것은 행성이 거주 할 수있는 필수 조건 중 하나 일뿐입니다. 지구상의 거주 조건에는 다양한 지구 물리 및 지구 화학 조건이 필요합니다. 많은 요인들이 거주 성을 예방하거나 방해 할 수 있습니다. 예를 들어, 행성에는 물이 부족하거나, 중력이 조밀 한 분위기를 유지하기에 너무 약하거나, 큰 충격 속도가 너무 높거나, 생명에 필요한 최소 성분 (토론을 위해 계속)이 없을 수 있습니다.
한 가지는 분명하다. 우리가 알고있는 삶의 모든 요구 조건에도 불구하고, 다른 별들 주위에는 많은 행성들이있는 것 같습니다. 골디락스 문 행성 주위에서, 우리 은하에서 거주 가능한 별들의 영역 내에서 공전하며, 다른 태양 주위의 행성이나 달의 대기에서 생명의 서명을 감지하는 것은 지금 단지 시간 문제처럼 보인다.
