외계 행성 탐사 10월의 하늘 찾아가는 강연

1. 또 다른 지구를 찾아라
외계 행성 탐사
김성완
2014년 10월 25일
고성 도서관

2. 강사 소개
◆서강대 물리학과 졸업
◆부산대 대학원 지구과학과 박사과정 수료
◆동명대 정보기술원 책임연구원
◆동의대 게임공학과 연구교수
◆현 영산대 게임콘텐츠학과 겸임교수
◆현 부산게임아카데미 외래교수
◆현 인디 게임 개발자

3. 순 서
◆외계 행성 탐사의 의미
◆외계 행성 탐사 현황
◆외계 행성 탐사 방법
•시선 속도 법
•횡단 법
•미시 중력 렌즈 법
◆외계 행성 탐사 성과
◆외계 생명체 탐사
◆외계 행성 탐사 미션 경과

4. 외계 행성 탐사의 의미

5. 죠르다노 브루노(1548~1600)
◆ 무한 우주
◆ 모든 별은 태양과 같고
지구같은 행성들이 돌
고 있다.
◆ 다른 별의 행성에도 지
구처럼 생명체가 살고
있다.
◆ 이단으로 화형

6. 칼 세이건 (1934~1996)
◆"이 드넓은 우주공간에
우리들만 있다면 그것은
엄청난 공간의 낭비이다
."

7. 외계 행성 (타투인)

8. 외계 행성 탐사
◆ 외계 행성
• 우리 태양계 너머의 다른 항성을 돌고 있는 행성
• Extrasolar Planet, Exoplanet
◆ 외계 행성의 존재
• Science Fiction -> Science Fact
◆ 외계 행성 탐사 경쟁
• 또 다른 지구를 찾아라!
• 외계 생명체 탐색

9. 외계 행성 탐사 현황

10. 외계 행성 발견 현황
◆ 2014년 10월 현재 (NASA, Planet Quest)
• 외계 행성 : 1,763개 (Kepler 967, 후보 3,269)
• 행성을 거느린 항성 : 1,079개
• 다중 행성계 : 454개
• 거대 가스 행성 : 426개
• 뜨거운 목성형 행성 : 1,041개
• 슈퍼 지구 : 199개
• 지구와 비슷한 행성 : 80개
• 종류 미상 : 17개

11. 태양계 행성 발견 역사
◆ 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성
◆ 1781 천왕성 발견
◆ 1846 해왕성 발견
◆ 1930 명왕성 발견
• 2006 행성 지위 상실, 왜소행성으로 분류

12. 우리 태양계

13. 외계 행성 발견 역사
◆ 1992년 펄서 PSR1257+12(중성자별)
• 이례적인 경우, 전파를 이용해서 발견
◆ 1995년 페가수스 51번(주계열성)
• 사실상 최초의 외계 행성 발견, 시선 속도법
◆ 2002년 OGLE-TR-56
• 횡단(Transit) 법으로 첫 발견
◆ 2004년 OGLE-2003-BLG-235L
• 미시중력렌즈법으로 발견
◆ 2008년 OGLE-2006-BLG-109L
• 태양계와 유사한 외계 행성계 발견

14. 외계 행성 발견 역사
◆ 2007년 4월 글리제 581c 거주 가능 지역
◆ 2009년 3월 케플러 우주 망원경 발사
• 외계 행성 탐사의 획기적인 전기
◆2013년 5월 케플러 우주 망원경 고장
◆2014년 2월 700여개 외계 행성 발견 확정
◆2014년 4월 지구와 가장 닮은 행성 발견
• Kepler 168f
거주 가능 지역 : Habitable Zone, 물이 액체로 존재

15. 외계 행성 발견 통계

16. 외계 행성 발견 통계

17. 외계 행성 탐사 방법

18. 행성 지구의 모습

19. 대표적인 외계 행성 탐사 방법
◆ 시선속도법(radial
velocity)
• Doppler Method
• 케플러 이전 90% 이상
◆ 횡단법(transit method)
• 항성을 가리는 식 현상
◆ 미시중력렌즈법
(gravitational
microlensing)
• 중력 렌즈 현상

20. 시선 속도법
RADIAL VELOCITY METHOD

21. 시선 속도법
◆ Radial Velocity or Doppler Method
◆ 행성 중력에 의한 항성의 흔들림 검출
◆ 도플러 효과를 이용
◆ 시선 방향 속도만 측정 가능
◆ 행성 질량 추정 가능
◆ 케플러 우주 망원경 이전에는 이 방법으로 외계 행성 90% 이
상 발견됨

22. 투포환 선수

23. 질량에 따른 변화

24. 행성에 의한 항성의 흔들림

25. 도플러 효과

26. 은하 속도와 스펙트럼 선

27. 시선 속도 방법

28. 도플러 이동의 실제 관측 예

29. 페가수스 51번

30. 횡단 법
TRANSIT METHOD

31. 횡단 법
◆ Transit Method, 통과 법, 성식 법
◆ 행성에 의해 별이 가려지는 식 현상
◆ 항성의 밝기가 변화
◆ 기하학적인 요소만 작용
◆ 행성 크기 측정 가능

32. 금성에 의한 일식

33. 우주에서 본 일식

34. 행성에 의한 성식 현상

35. 행성에 의한 성식 현상

36. 성식 현상의 실제 관측 예

37. 미시 중력 렌즈 법
GRAVITATIONAL MICROLENSING

38. 미시 중력 렌즈 법
◆ Gravitational Microlensing
◆ 별 크기 천체에 의한 중력렌즈
◆ 광도 변화 측정
◆ 매우 드문 현상 : 확률 10-6
◆ 1000 광년 이상 멀리 있는 행성 검출 가능
• 15,000 광년 떨어진 행성도 발견
• 저렴한 비용으로 지상에서도 관측가능

39. 일반상대성이론 - 중력렌즈

40. 중력렌즈 현상

41. 중력렌즈 현상(아인슈타인 링)

42. 미시 중력 렌즈 현상

43. 미시 중력 렌즈로 행성 검출

44. 미시 중력 렌즈로 행성 검출

45. 미시 중력 렌즈로 행성 검출

46. 중력렌즈

47. 실제 관측 예

48. 실제 관측 사진

49. 외계 행성 탐사 성과

50. 태양계 닮은 꼴 외계행성계 첫 발견
◆ 2008년 2월
◆ 박병곤, 이충욱 박사와 충북대 한정호 교수
등 우리 연구진이 참여한 11개국 공동연구
팀 (한국천문연구원)
◆ 태양계와 유사한 외계 행성계를 처음으로
발견했다고 밝혔습니다.
◆ (OGLE-2006-BLG-109L)

51. 제 2 의 태양계?

52. 지구 같은 행성?? Gliese 581c

53. 첫 외계행성사진!!(가시광)
포말하트 행성 b를 보여주는 코로나그래프 (허블 우주 망원경 2008.
11. 13)

54. 케플러 우주 망원경(2009.3발사)

55. 외계 행성 분류

56. 케플러 우주 망원경

57. 케플러 우주 망원경

58. 케플러 우주 망원경

59. 생명체 거주 가능 지역 행성

60. 지구를 가장 닮은 Kepler-186f

61. 지구를 가장 닮은 Kepler-186f

62. 외계 생명체 탐사

64. 행성 대기 스펙트럼

65. 행성 대기 스펙트럼

66. 행성 대기 성분 검출

67. 행성 대기 스펙트럼

68. 항성을 제외한 외계 행성 스펙트럼
검출

69. 외계 행성 탐사 미션 경과
현재와 미래

70. 외계 행성 탐사 미션 경과

71. 탐색 미션 (현재, 지상)

72. 탐사 미션 (현재, 우주)

73. 탐사 미션 (미래, 지상)

74. 탐사 미션 (미래, 우주)

75. 탐사 미션 (미래, 우주)

76. 여성 천문학자들의 활약
Natalie Batalha
Sara Seager
Luciane Walkowics

79. 질문
?

80. 외계 행성 탐사법