수년간의 관찰을 통해 행성 과학자와 천체 물리학자는 먼 외계 행성을 검색하는 다양한 방법을 개발했습니다.
은하수에만 존재하지 않을 것으로 추정됩니다.1000억 개 미만의 세계, 그 중 거의 3억 개가 생명의 출현에 적합한 조건을 갖추어야 합니다. 그러나 현재 5,200개가 넘는 확인된 외계 행성이 알려져 있으며, 또 다른 9,000개의 후보 물체에 대한 관측이 여전히 테스트되고 있습니다.
오로라는 어떻게 형성됩니까?
오로라 - 다채로운 "빛의 쇼"이는 아한대 및 때로는 온대 위도의 밤하늘에서 관찰될 수 있습니다. 오로라는 하전 입자(전자 및 양성자)가 지구 상층 대기의 가스와 충돌할 때 발생합니다.
이러한 충돌은 작은 섬광을 생성합니다.여러 가지 색상의 "패턴"으로 하늘을 덮습니다. 수십억 개의 섬광이 연속적으로 발생하면 오로라는 하늘에서 움직이거나 "춤추는" 것처럼 보입니다.
어떤 원자에 따라입자가 상호 작용하면 색상이 다를 수 있습니다. 예를 들어, 가장 흔한 녹색 색상은 하전 입자가 100~300km 고도에서 산소 분자와 충돌할 때 발생하며, 약 100km 고도에서 질소 원자는 분홍색과 짙은 붉은색 빛을 냅니다.
여러 가지 빛깔의 극지 조명. 이미지: 캐나다 우주국, 캘거리 대학교, Astronomy North
주로 오로라를 볼 수 있지만밤에는 태양풍의 영향으로 형성됩니다. 이것은 별의 코로나에서 모든 방향으로 흐르는 이온화된 입자의 흐름입니다. 지속적으로 불지만 정상적인 조건에서 지구 자기장은 태양풍으로부터 우리를 보호하는 보이지 않는 보호막을 형성합니다. 때때로 태양풍은 보호를 강화하고 "돌파"합니다. 결과적으로 입자의 흐름은 자기장(자기권)에서 가스와 상호 작용하여 웅장한 오로라를 발생시킵니다.
지구 자기장은 전하를 지시합니다.극을 향한 입자. 지구 자기장의 모양은 북극과 남극 위에 두 개의 오로라 타원을 만듭니다. 더욱이 태양 활동이 활발할수록 이 타원은 "더 넓어지고" 위도가 낮을수록 오로라가 보입니다.
의 영향을 받아 가장 큰 활동에 도달합니다.코로나 질량 방출. 이 현상 동안 태양 코로나에서 거대한 하전 플라즈마 "버블"이 분출되어 평균 400km / s 이상의 속도로 이동합니다.
코로나 질량 방출과 자기장 보호선의 예술적인 삽화. 이미지: 캐나다 우주국
다른 행성에도 오로라가 있나요?
오로라는 독특한 지상파가 아닙니다.현상. 행성에 대기와 자기장이 있으면 오로라를 경험할 가능성이 높습니다. 천문 관찰 중에 연구자들은 태양계의 많은 행성에서 유사한 현상을 관찰했습니다.
목성과 토성의 자기장은 훨씬 강하다예를 들어 목성의 적도 자기장 강도는 지구의 0.3가우스에 비해 4.3가우스입니다. 놀랍지도 않게 두 거대 가스 행성 모두에서 대규모 오로라가 관찰됩니다.
토성의 오로라는 지구와 비슷하다태양풍의 영향으로 형성됩니다. 그러나 목성에서는 이 현상이 훨씬 더 복잡합니다. 목성의 오로라의 주요 타원은 달 이오의 화산에서 분출되어 행성의 자기권에 도달하는 플라즈마와 관련이 있습니다. 지구상의 또 다른 유형의 오로라는 태양풍과 관련이 있습니다.
또한 위성, 특히 이오(Io)도오로라의 강력한 원천. 이는 회전하는 행성과 움직이는 달 사이의 상대 운동으로 인해 이동할 때 자기장이 자체 생성되는 효과인 자기 발전기로 인해 발생합니다. 이 효과는 자력선을 따라 이동하는 전류와 대기 중의 입자를 '충전'시키는 현상을 생성합니다.
목성의 오로라. 이미지: NASA, ESA & 존 T. 클라크(미시간 대학교)
금성에서도 오로라가 관측되고화성. 금성은 자기장이 없기 때문에 이 행성의 오로라는 다양한 모양과 강도의 밝고 흩어진 점처럼 보이며 때로는 행성의 원반 전체에 분포합니다. 그리고 붉은 행성에서는 한 번에 여러 유형의 유사한 현상이 발견되었으며 다른 방식으로 설명됩니다.
또한 2014~2016년에는 연구Rosetta 우주선은 Churyumov-Gerasimenko 혜성에서도 오로라를 관찰했습니다. 이는 원자외선 파장 범위에서 볼 수 있습니다. 연구자들은 이것이 태양풍에서 가속된 전자가 행성의 핵을 둘러싸고 있는 구름인 혼수 상태에 있는 가스 입자와 상호 작용할 때 발생한다고 믿고 있습니다.
혜성의 자외선에서 오로라. 이미지: ESA/로제타/NAVCAM
먼 세계의 별풍과 생명의 탐색
2021년, 그러한 존재의 힌트다른 항성계에서 발생하는 상호작용은 네덜란드의 LOFAR(저주파 배열) 전파 망원경을 사용하여 처음 감지되었습니다. 연구원들은 특정 전파 방출을 방출하는 약 20개의 왜성을 발견했습니다. 이 행성들은 아직 외계 행성을 발견하지 못했지만, 이 효과는 항성풍과 다른 물체의 자기장과의 상호 작용과 유사합니다.
연구에서 과학자들은 다음 사항에 중점을 두었습니다.적색 왜성은 우주에서 가장 흔한 유형의 별이며 은하수 "인구"의 70% 이상을 차지합니다. 이 별들은 작고 차갑습니다. 질량은 태양의 1/3을 넘지 않으며 일반적으로 최대 50배 더 희미합니다.
태양계의 행성들은 강력한 에너지를 방출합니다.자기장이 태양풍과 상호 작용할 때 전파가 발생하지만 다른 항성계에 있는 행성의 전파 신호는 2021년까지 감지될 수 없습니다.
연구 중에 행성 과학자들은 19개를 발견했습니다.전파 방출이 발생하는 항성계. 데이터는 목성과 이오의 자기장의 상호 작용을 연상시킵니다. 외계행성 자체는 아직 발견되지 않았지만, 행성과 별 사이의 상호작용은 관측된 현상에 대한 가장 좋은 설명입니다.
2022년에는 레이던(Leydon)의 연구원이University Rob Kavanagh는 더욱 발전했습니다. 그는 다양한 행성의 항성풍과 자기장이 어떻게 상호 작용하는지 설명하는 수학적 모델을 개발했습니다. Kavanagh의 모델은 새로운 외계 행성을 발견하는 것 이상으로 유용합니다.
전파망원경으로 수집한 데이터는스타 시스템을 탐색하는 데 사용합니다. 예를 들어 모델과 고정 신호를 기반으로 행성의 크기와 궤도를 결정할 수 있습니다. 또한 복사 강도는 항성풍 자체의 특성과 외계 행성 주변의 자기장의 크기에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
상당히 중요한 정보이기 때문에지구 자기장이 우리에게 대기를 제공했을 가능성이 높습니다. 이는 자기장의 존재와 크기가 천문학자들에게 행성의 잠재적인 거주 가능성에 대한 지표를 제공한다는 것을 의미합니다.
Rob Kavanagh, 모델러
연구원들은 계속해서 모델을 개발할 것입니다.별과 행성 사이의 상호 작용을 통해 전파 천문학 관측을 사용하여 외계 행성에 대한 대규모 검색 기술을 만듭니다. 아마도 우리 은하계에서 거주 가능한 또 다른 세계를 찾을 수 있게 해주는 것이 바로 이 방법일 것입니다.
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