2015. 7. 28. 23:35ㆍ3. 천문뉴스/케플러 Mission
그림 1> 과학자들이 NASA 케플러 미션의 데이터를 이용하여 처음으로 태양과 같은 별의 생명가능구간을 돌고 있는, 지구와 유사한 크기의 외계행성을 확정했다.
생명가능구간(the habitable zone)이란 별 주위에 물이 액체 상태를 유지할 수 있는 온도를 유지하는 구간을 말한다.
이 상상화는 이번에 새로 식별된 외계행성 케플러 452b(Kepler-452b, 우측)를 지구(왼쪽)에 대비해 묘사한 것으로서 이 행성의 크기는 지구 대비 60% 정도 더 크다.
케플러 452b의 모습은 그저 상상으로 묘사된 것이며 이 행성이 실제 지구처럼 바다나 대륙을 가지고 있는지 여부는 전혀 밝혀지지 않았다.
지구와 이 행성 모두 G2 유형의 별 주위를 공전하지만 케플러 452b가 돌고 있는 별의 나이는 60억년으로 태양보다 15억년이 더 많다.
그림에 묘사되어 있듯 더 나이를 먹은 별일수록 더 크고 더 뜨거우며 더 밝게 빛난다.
케플러 452b의 별 역시 약간은 더 크고 더 밝은 양상을 보인다.
케플러 452b (Kepler-452b) : 케플러우주망원경이 발견해낸 지구의 사촌행성
NASA의 케플러 미션에서 처음으로, 태양과 같은 별 주위의 "생명가능구간"에 존재하는 지구와 거의 비슷한 크기의 행성을 확정했다.
이번 발견을 비롯하여 11개의 또다른 생명가능구간 상의 비교적 작은 외계행성들의 발견은 또 하나의 지구를 찾아가는 여정에서 또 하나의 새로운 이정표를 수립한 사건이 되었다.
이번에 새로 확정된 외계행성 케플러 452b(Kepler-452b)는 우리 태양과 같은 G2 유형의 별 주위를 공전하고 있으며, 액체 상태의 물이 지표상태에 존재할 수 있는 거리 범주인 생명가능구간 내에 존재하는 행성으로서 지금까지 발견된 외계행성으로는 가장 작은 크기의 행성이다.
케플러 452b가 행성으로 확정됨으로써 지금까지 확정된 외계행성의 수는 총 1,030개가 되었다.
NASA 과학임무위원회의 국장보인 존 그룬스펠드(John Grunsfeld)의 소감은 다음과 같다.
"행성을 거느리고 있는 또다른 별의 발견이 처음으로 입증된지 20년째가 되는 지금,
케플러 외계행성 탐사위성은 태양과 지구를 가장 많이 닮은 행성계를 발견하였습니다.
이 흥미로운 결과는 지구 2.0을 찾아가는 우리의 여정에서 또 한 걸음을 내딛게 해 주었습니다."
케플러 452b는 지구보다 60% 더 큰 직경을 가지고 있어 슈퍼-지구 크기의 행성으로 간주되고 있다.
그 질량과 조성은 아직 밝혀지지 않았지만 이전의 연구 결과들을 통해 유추해 보건대 이정도 크기의 행성이라면 암석질 행성일 가능성이 상당하다.
케플러 452b는 지구보다는 약간 큰 크기지만 공전 궤도는 지구보다 5% 정도 길어서 공전주기는 385일이다.
케플러 452b가 자신의 별로부터 떨어져 있는 거리는 태양에 대한 지구 거리보다 5% 더 멀다.
케플러 452b의 태양인 케플러 452 별은 그 나이가 60억년이 된 별로서 우리 태양보다 15억 살이 더 많다.
이 별은 태양과 같은 온도를 가지고 있으며 지름은 태양대비 10% 더 크고, 밝기는 20% 더 밝다.
표1> 이 표는 케플러 452 행성계의 크기를 케플러 186 행성계 및 태양계와 비교하고 있다.
케플러 186 행성계는 태양계의 축소 버전으로서 전체 크기가 수성의 공전궤도에 꼭 들어맞는 크기이다.
케플러 186은 케플러 452나 태양과 비교해서는 훨씬 크기도 작고 차가운 별이기 때문에 생명가능구간 역시 매우 작게 나타난다.
(참고 : 케플러 186f에 대한 상세 내용)
케플러 452가 가진 생명가능구간의 크기와 폭은 태양계와 거의 동일한 수준이지만 약간은 더 크게 나타나는데 이는 케플러 452가 태양보다 더 오래되었고, 크기나 밝기가 약간 더 크기 때문이다.
케플러 452b의 공전궤도는 지구와 거의 비슷한 수준으로 1.05AU이다.
케플러 452b는 매 385일을 주기로 자신의 별을 공전한다.
케플러 데이터의 분석을 담당하는 NASA 에임스 연구 센터에서, 케플러 452b를 발견한 팀의 팀장인 존 젠킨스( Jon Jenkins )의 설명은 다음과 같다.
"우리는 케플러 452b가 지구의 진화환경을 되돌아보고 이해할 수 있는 기회를 제공해 주는 지구의 사촌형으로 간주될 수 있다고 생각합니다.
이 행성이 생명가능구간에서 60억년을 보냈다는 사실이 외경심을 불러일으키네요. 이건 우리 지구보다 훨씬 긴 시간입니다.
이는 생명이 출현할 수 있을만큼 충분한 시간이며 생명체를 구성하는데 반드시 필요한 요소와 조건들이 충분히 갖추어질 수 있는 기간입니다."
이번 발견의 검증 작업과 케플러 452 행성계의 속성을 제대로 결정해내는 작업을 돕기 위해 연구팀은 텍사스 대학 맥도널드 천문대와 아리조나 홉킨스 산의 프레드 로렌스 휘플 천문대, 그리고 하와이 마우나케아 정상에 자리잡은 W.M.켁 천문대에서 후속 관측을 진행하였다.
이를 통해 얻은 측정치들은 과학자들이 케플러 452b의 행성으로서의 본성을 확정하는데 있어 핵심이 되는 측정치들로서 이 행성이 돌고 있는 별의 크기와 밝기를 보다 확실하게 하고, 행성의 크기 및 공전궤도를 명확하게 해주었다.
케플러 452 행성계는 백조자리 방향으로 1,400광년 거리에 위치하고 있다.
표2> 케플러 행성 후보군 7번째 목록에 등장하는 12개의 새로운 행성 후보 천체들이 표에 등장하고 있다.
이들의 최대 크기는 지구 크기의 2배이며 물이 액체상태를 유지할 수 있는 구역인 생명가능구간에서 자신의 별을 공전하고 있다.
검은 초록색은 비교적 낙관적인 기준치에 의해 측정해낸 생명가능구간이며 밝은 초록색은 보수적인 기준치로 측정한 생명가능구간이다.
각 후보천체들은 별의 표면 온도를 나타내는 새로축과 자신의 별로부터 받는 에너지의 양을 나타내는 가로축을 기준으로 분포하고 있다.
내부가 빈 노란색 원이 7번째 목록에 등장하는 새로운 외계행성 후보군이다.
내부가 빈 파란색 원은 이전 목록에 등장하는 외계행성후보 천체를 의미한다.
내부가 차 있는 모든 원은 후속 관측을 통해 행성으로 확정된 천체들이다.
새로 식별된 후보천체들이 태양과 유사한 별 주위를 공전하고 있다는 점에 주목하라.
이는 태양과 같은 별 주위에서 크기나 온도에 있어 지구와 유사한 행성이 발견되는 경향이 있음을 보여주고 있다.
케플러 452b의 확정과 함께 케플러 연구팀은 2009년 5월부터 2013년 5월까지 진행된 관측 데이터의 분석을 통해 521개의 신규 행성 후보군을 식별하였는데 이로서 현재까지 케플러 미션에서 도출된 행성 후보 천체는 4,696개로 늘어났다.
이 후보천체들은 추가 관측과 분석을 통해 실제 행성인지 여부를 검증받아야 한다.
이번에 식별된 새로운 행성 후보군 중 12개의 천체는 생명가능구간을 공전하고 있는 지구와 동일하거나 최대 2배 사이의 크기를 가진 천체이다.
이 중에서 9개는 우리 태양과 비슷한 크기와 온도를 가진 별 주위를 돌고 있다.
이번 새로운 행성 후보군의 목록화 및 분석을 이끈 캘리포니아 마운틴 뷰 세티 연구소의 케플러 과학자 제프 콜린(Jeff Coughlin)의 설명은 다음과 같다.
"우리는 행성 후보군을 식별하는 과정을 완전히 자동화하였습니다.
이는 케플러가 수집한 모든 데이터에서 식현상을 측정할 수 있는 과정이 빠르고 일관되게 수행될 수 있음을 의미하는 것입니다.
이로서 수많은 행성 후보군을 통계적으로 조사하여 미리내에 위치하며 우리 지구와 같은 암석질 행성일 가능성이 있는 적은 수의 행성을 정확하게 판별해낼 수 있는 기회를 제공하고 있습니다."
케플러의 7번째 후보군 목록에 등장하는 이번 발견은 아스트로피지컬 저널에 제출될 예정이다.
또한 이번 발견은 대중에게 공개되어 있는 NASA 외계행성 아카이브로부터 나온 것이다.
과학자들은 현재 4년간에 걸친 케플러의 오리지널 데이터로부터 최종 목록을 뽑아내고 있다.
이러한 최종 분석치는 지구 크기의 행성이 보여주는 미약한 신호의 탐지능력을 높인 보다 정교한 소프트웨어를 이용하여 다시 분석될 것이다.
표3> 케플러 미션의 일곱번째 행성후보천체목록이 발표되면서 총 행성 후보 천체는 4,696개가 되었다.
이는 지난 2015년 1월 발표된 여섯번째 행성후보천체목록 대비 521개가 늘어난 수치이다.
이 표에서 파란색 점은 이전까지 발표된 행성후보천체들이다.
그리고 노란색 점이 이번에 발표된 행성후보천체들이다.
탐사 기술이 발전해가면서 새로운 행성 후보군은 다양한 공전주기에 다양한 크기로 늘어나는 추세를 보이고 있다.
새로운 후보군 중 몇몇이 지구와 비슷한 크기를 보이면서 그 표면에 액체로 된 물을 보유할 수 있을만큼의 기다란 공전주기를 가지고 있음에 주목하라.
출처 : NASA - Kepler Mission News Release 2015년 7월 23일자
http://www.nasa.gov/press-release/nasa-kepler-mission-discovers-bigger-older-cousin-to-earth
참고 : 각종 외계행성에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다.
https://big-crunch.tistory.com/12346973
참고 : 케플러 미션에 대한 자세한 진행 내용 및 성과는 본 블로그 '케플러 Mission' 폴더에서 확인할 수 있습니다.
원문>
NASA’s Kepler Mission Discovers Bigger, Older Cousin to Earth
NASA's Kepler mission has confirmed the first near-Earth-size planet in the “habitable zone” around a sun-like star. This discovery and the introduction of 11 other new small habitable zone candidate planets mark another milestone in the journey to finding another “Earth.”
The newly discovered Kepler-452b is the smallest planet to date discovered orbiting in the habitable zone -- the area around a star where liquid water could pool on the surface of an orbiting planet -- of a G2-type star, like our sun. The confirmation of Kepler-452b brings the total number of confirmed planets to 1,030.
on the 20th anniversary year of the discovery that proved other suns host planets, the Kepler exoplanet explorer has discovered a planet and star which most closely resemble the Earth and our Sun," said John Grunsfeld, associate administrator of NASA’s Science Mission Directorate at the agency’s headquarters in Washington. “This exciting result brings us one step closer to finding an Earth 2.0."Kepler-452b is 60 percent larger in diameter than Earth and is considered a super-Earth-size planet. While its mass and composition are not yet determined, previous research suggests that planets the size of Kepler-452b have a good chance of being rocky.
While Kepler-452b is larger than Earth, its 385-day orbit is only 5 percent longer. The planet is 5 percent farther from its parent star Kepler-452 than Earth is from the Sun. Kepler-452 is 6 billion years old, 1.5 billion years older than our sun, has the same temperature, and is 20 percent brighter and has a diameter 10 percent larger.
“We can think of Kepler-452b as an older, bigger cousin to Earth, providing an opportunity to understand and reflect upon Earth’s evolving environment," said Jon Jenkins, Kepler data analysis lead at NASA's Ames Research Center in Moffett Field, California, who led the team that discovered Kepler-452b. "It’s awe-inspiring to consider that this planet has spent 6 billion years in the habitable zone of its star; longer than Earth. That’s substantial opportunity for life to arise, should all the necessary ingredients and conditions for life exist on this planet.”
To help confirm the finding and better determine the properties of the Kepler-452 system, the team conducted ground-based observations at the University of Texas at Austin's McDonald Observatory, the Fred Lawrence Whipple Observatory on Mt. Hopkins, Arizona, and the W. M. Keck Observatory atop Mauna Kea in Hawaii. These measurements were key for the researchers to confirm the planetary nature of Kepler-452b, to refine the size and brightness of its host star and to better pin down the size of the planet and its orbit.
The Kepler-452 system is located 1,400 light-years away in the constellation Cygnus. The research paper reporting this finding has been accepted for publication in The Astronomical Journal.
In addition to confirming Kepler-452b, the Kepler team has increased the number of new exoplanet candidates by 521 from their analysis of observations conducted from May 2009 to May 2013, raising the number of planet candidates detected by the Kepler mission to 4,696. Candidates require follow-up observations and analysis to verify they are actual planets.
Twelve of the new planet candidates have diameters between one to two times that of Earth, and orbit in their star's habitable zone. Of these, nine orbit stars that are similar to our sun in size and temperature.
“We've been able to fully automate our process of identifying planet candidates, which means we can finally assess every transit signal in the entire Kepler dataset quickly and uniformly,” said Jeff Coughlin, Kepler scientist at the SETI Institute in Mountain View, California, who led the analysis of a new candidate catalog. “This gives astronomers a statistically sound population of planet candidates to accurately determine the number of small, possibly rocky planets like Earth in our Milky Way galaxy.”
These findings, presented in the seventh Kepler Candidate Catalog, will be submitted for publication in the Astrophysical Journal. These findings are derived from data publicly available on the NASA Exoplanet Archive.
Scientists now are producing the last catalog based on the original Kepler mission’s four-year data set. The final analysis will be conducted using sophisticated software that is increasingly sensitive to the tiny telltale signatures of Earth-size planets.
Ames manages the Kepler and K2 missions for NASA’s Science Mission Directorate. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, managed Kepler mission development. Ball Aerospace & Technologies Corporation operates the flight system with support from the Laboratory for Atmospheric and Space Physics at the University of Colorado in Boulder.
For more information about the Kepler mission, visit:
A related feature story about other potentially habitable planets is online at: http://www.nasa.gov/jpl/finding-another-earth
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Felicia Chou
Headquarters, Washington
202-358-0257
felicia.chou@nasa.gov
Michele Johnson
Ames Research Center, Moffett Field, Calif.
650-604-6982
michele.johnson@nasa.gov
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