외계인을 어떻게 발견합니까? 일부 과학자들은 우주로 빛나는 의사 소통 신호를 찾고 있습니다. 다른 사람들은 먼 태양을 공전하는 거대한 외계인으로 만들어진 거대 조화로 인해 발생할 수있는 별빛의 딥을 찾는 것을 제안합니다.
그러나 아마도 가장 유망한 조사 라인은 외계인 세계를 둘러싼 가스 층을 조사하는 것입니다. 만약 우리가 멀리서 지구를 보려고한다면, 우리는 분위기의 구성을 분석함으로써 우리의 존재를 추론 할 수있을 것입니다. 우리가 알고있는 과정은 하나뿐입니다. 산소가 풍부하게 유지할 수 있습니다 :생명.
외계인이 다른 세계에 살고 있다면 아마도 대기에서 존재의 서명을 각인 할 것입니다. 우리는 최신 우주 망원경을 통해 외계인 분위기를들을 수 있지만 캐치가 있습니다. 우리는 우리가 찾고있는 것을 실제로 모릅니다. 우리는 지구의 비교 만 가지고 있지만 생명의 존재를 드러낼 수있는 다른 가스 조합이 있다면 어떨까요?
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이 질문에 대한 답은 지구상의 외계인 공기를 복제하고 실험실에서 이국적인 양조장을 요리하는 흥미로운 새로운 연구에 있습니다. 한편, 다른 과학자들은 강력한 슈퍼 컴퓨터 내부의 외계인 분위기의 날씨와 순환을 시뮬레이션하여 먼 세계가 얼마나 친절한 지 알아 내고 있습니다. 이 연구는 이미 차세대 외계인 사냥꾼이 관심을 집중해야 할 곳에 대한 약간의 단서를 제공하고 있습니다.
공기 중
1992 년에 외계 행성 (다른 별 주변의 행성)이 처음 발견 된 이래, 행성이 부모의 별을 가로 질러 지나가고 약간의 빛 (대중 교통)을 차단함에 따라 별빛의 미묘하지만 규칙적인 디밍을 관찰함으로써 4,000 명 이상이 확인되었습니다. NASA의 케플러 우주 망원경 (2009 년부터 2018 년 10 월까지 활성화)에 의해 외계 행성의 절반 이상이 이러한 방식으로 감지되었습니다. 2018 년 4 월 NASA는 Kepler :Transing Exoplanet Survey Satellite (Tess)의 후임자를 시작했습니다.
외계 행성의 분위기를 연구하기 위해 천문학 자들은 분위기가 어떻게 그것을 통과하는 별빛을 흡수하는지 살펴 봅니다. 가스의 다른 분자는 다른 파장의 빛을 흡수 할 것이므로, 연구자들은 통과하는 동안 별의 여과 된 광 스펙트럼을 분석하여 어떤 가스가 있는지 핀 다운 할 수 있습니다. 이런 식으로 천문학 자들은 2001 년 외계 행성 대기에 대한 최초의 직접 탐지 및 화학적 분석을 만들었습니다 - HD 209458 b.
그 이후로, 몇몇 외계 행성은 대기를 분석하여 수증기, 메탄, 이산화탄소, 심지어 이들 세계 주변의 소량의 산소가 있음을 나타냅니다. 그러나 이러한 가스만으로는 살아있는 유기체를 포함하지 않고 소량의 양을 생성 할 수있는 과정을 알고 있기 때문에 이러한 가스만으로는 생명을 나타냅니다.
이곳은 행성 과학자 인 사라 호스트 박사의 작업이 시작됩니다. 미국 볼티모어에있는 존스 홉킨스 대학교 (Johns Hopkins University)에서 그녀는 생성물 분위기에있을 가능성이있는 가스의 실험실 시뮬레이션을 양조하고있는 과학자 팀을 이끌고 있으며, 그들이 생산할 수있는 것을 알아 내고 있습니다. 지금까지 Hörst의 작품은 대도시에서 시간을 보낸 사람에게 친숙한 대기 현상에 중점을 두었습니다 :Haze.
가스로 요리
가장 일반적인 두 가지 유형의 외계 행성은 우리 자체 태양계에서 동등하지 않습니다. 하나는‘슈퍼 고리’입니다. 록키는 지구보다 직경 1.25 ~ 2 배입니다. 다른 하나는 '미니 펙 튜닝'입니다. 우리 지구 크기의 약 2 ~ 4 배, 짙은 암석 또는 얼음의 코어에 가스 (주로 수소와 헬륨)의 두꺼운 담요가 있습니다.
천문학 자들은 슈퍼 고리와 미니 펙 튜네의 분위기가 다소 두껍고 안개가 낀다는 것을 발견했습니다. 빛은 쉽게 통과하지 못합니다. 구름이 가득하기 때문일 수 있습니다 (아마도 수증기 나 메탄과 같은 다른 가스에서 응축 된 액 적으로 만들어 졌을 수도 있고, 교통 연기로 인한 도시의 폴과 같은 작은 먼지와 같은 고체 입자로 인한 것이 될 수 있습니다.
.Hörst는 알아 내려고합니다. 그녀는 이와 같은 행성이 삶을 지원할 수 있는지 여부에 대한 영향이있을 수 있다고 말합니다. Hörst에 따르면, 대기의 안개 입자는 별빛이 어떻게 움직이는 지에 큰 영향을 줄 수 있습니다. "이것은 생명을 위해 행성 표면에서 얼마나 많은 종류의 에너지를 이용할 수 있는지, 그리고 표면의 온도가 무엇인지에 영향을 줄 수 있습니다."라고 그녀는 말합니다.
.우리는 이러한 대기의 화학에 대한 가장 스케치 된 정보 만 가지고 있으므로 Hörst는 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 수소, 헬륨 및 메탄과 같은 세계 주변에서 발견 될 가능성이있는 모든 일반적인 가스를 포함하여 광범위한 가능한 조성물에 대한 시뮬레이션을 진행합니다. Hörst는 약 25 ° C에서 325 ° C의 온도에서 이들 가스의 다른 비율을 혼합하여 슈퍼 지어와 미니 펙 튜네에 존재한다고 생각되는 조건을 모방합니다.
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그것은 일종의 우주 요리사입니다. 재료를 함께 던지고, 온화한 열에 굽고, 나오는 것이 무엇인지 확인하십시오. 또 다른 중요한 성분도 있습니다 :분자를 분리하여 화학 반응을 시작하는 에너지. 외계 행성에서, 이것은 별빛의 고 에너지 자외선 또는 대기의 상부 영역으로 홍수로 인한 우주 광선에 의해 형성된 전기적으로 하전 된 입자에서 나올 수 있습니다. 연구원들은 형광 조명 튜브에서 자외선 램프 또는 전기 방전을 사용하여 이러한 에너지 원을 시뮬레이션합니다.
Hörst와 그녀의 팀이 Saturn의 Moon Titan에서 볼 수있는 것과 비슷한 갈색의 스모그 같은 안개를 생성 한 대부분의 혼합물. 그러나 혼합물의 구성에 따라 안개의 양은 크게 다릅니다. 예를 들어, 많은 수증기와 메탄을 가진 두 가지 실험이 가장 헤제를 생성했지만 세 번째 실험은 메탄이 전혀없는 미세 입자를 생성했습니다.
먼 외계 행성에서의 안개를 탐지하는 것이 삶을 찾을 가능성에 무엇을 의미하는지 알아 내기 위해 더 많은 노력이 필요합니다. Hörst는 어떤 경우에는 Haze가 유해한 방사선을 차단할 수 있지만 (오존 층이 지구에서하는 것처럼) 표면의 냉각과 액체 물 부족으로 이어질 수 있다고 말합니다. "우리는 지구와 분위기에 대해 더 많은 것을 알아야합니다. 표면의 조건이 어떤지, 어떤 과정이 안개 형성으로 이어진 과정이 무엇인지 이해할 수 있어야합니다."라고 그녀는 말합니다.
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그 동안,이 연구 영역의 거룩한 성배는 생명이있는 경우에만 존재할 수있는 일부 분자 (또는 일련의 분자)를 식별하는 것입니다. 그러나 그것은 무엇입니까?
대답은 산소만으로 보이지 않습니다. Hörst와 동료들은 시뮬레이션 실험에서 산소 형태를 보았습니다. 그들은 또한 에탄올 및 포름 알데히드와 같은 유기 분자를 보았습니다.
Hörst는 가능한 생물 서명 중 하나는 오존과 메탄의 동시 존재라고 말한다. 이것은 화학적으로 불안정한 가스 혼합이며,이를 유지할 수있는 알려진 지질 학적 과정은 없습니다. Hörst는“소스를 보충하지 않고 같은 분위기에서 함께 갖는 것은 정말 어려울 것입니다. 지구상에서 생물권은 궁극적으로 우리 대기 에서이 두 가스의 공급원입니다.
Hörst는 이와 같은 생물 지정을 찾아야 할 가장 유혹적인 세계 중 일부는 2015 년에 아쿠아 리우스의 별자리에서 40 광년 떨어진 곳에 위치한 Trappist-1이라는 희미한 별 주위에 발견 된 행성 세트입니다. 이 별을 공전하는 세계의 7 개는 모호하게 지구와 비슷하며 대부분은 잠재적으로 거주 할 수 있으며 표면에 액체 물에 적합한 조건을 갖습니다. Hörst와 동료들은 분위기를 통해 전달되는 빛을 살펴보면 일부 옵션에서 어떤 옵션이 더 정확한지에 대해 더 정확하기는 어렵지만 일부는 구름이나 안개가있을 수 있음을 발견했습니다.
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Hörst는이 흥미로운 행성이 NASA의 James Webb Space Telescope (JWST)의 초기 목표가되어야한다고 생각합니다. 
엑소 클라이언트
지구의 생활은 올바른 종류의 분위기뿐만 아니라 전체 기후 시스템, 즉 공기, 바다 및 열 순환, 구름이 형성되는 방법에도 의존합니다. 지구와 동일한 대기 조성이있는 외계 행성을 발견했다면, 비슷한 기후 시스템이 부족한 경우에도 여전히 생명을 불러 일으킬 수 있습니다. ‘외계 학년학’이라는 새로운 연구 영역은 지구의 날씨와 기후를 다른 세계에 시뮬레이션하는 데 사용되는 컴퓨터 모델을 적용하여 외계 행위 기후와 삶에 대한 영향을 이해하는 것을 목표로하고 있습니다.
지금까지 많은 작업이 또 다른 일반적인 외계 행성 유형 인 '핫 목자' - 우리 목성과 같은 가스 거인이지만 부모의 스타에 훨씬 더 가까운 궤도에 초점을 맞추 었습니다. 그들은 지구를 공전하는 달과 마찬가지로 같은 쪽이 항상 별을 향하도록 매우 느리게 회전하거나 '정직하게 잠긴'경향이 있습니다. 이것은 행성에 지구의 적도와 기둥의 온도 차이가 우리 자신의 기후에 힘을주는 것처럼 '일'측과 '밤'측의 온도 차이를 제공합니다.
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이 순환의 컴퓨터 모델은 뜨거운 목이 일종의 대기 제트 스트림을 가지고 있다고 엑서 터 대학의 외계 학적 그룹을 이끌고있는 Nathan Mayne 박사는 말합니다. 이것은 대기의 뜨겁고 시원한 측면의 화학을 혼합하여 일부 장소에서 가스의 혼합과 표면으로 전달되는 별빛의 양을 변화시킬 수 있습니다. 뜨거운 목이 생명을 보지 못할 가능성은 없지만, 이것은 대기의 순환이 어떻게 행성의 표면 조건에서 습관성에 중요한 영향을 미칠 수 있는지 보여줍니다.
.방정식에 물을 추가하면 상황이 더욱 흥미로워집니다. Trappist-1 그룹과 같은 잠재적으로 거주 가능한 행성들도 그들의 스타에 단단하게 잠겨있을 가능성이 높습니다. 이 외계 행성이 표면에 액체 물이 있다면 더운 날의 물은 증발하여 결국 더 시원한 밤에 비나 눈으로 압축됩니다.
Mayne은“하루를 덮는 땅은 빠르게 마르고 수분은 밤쪽으로 옮겨 질 것입니다. “그러나 바다가 있다면 물이 뒤로 순환 될 수 있습니다.” - 지구 양쪽 사이에 거대한 컨베이어 벨트를 만듭니다. 이것은 불모의 행성의 차이를 반으로 나눌 수 있습니다.
최신 우주 망원경을 사용하면 더 이국적인 외계 행성의 분위기를 연구하기 오래 걸리지 않습니다. Hörst는“Tess와 JWST의 조합은 우리에게 많은 설득력있는 세계를 공부할 수 있어야합니다. 그녀와 Mayne과 같은 작품은 외계 행성 가스와 날씨 패턴이 멸균 행성의 증상인지, 아마도 - 아마도 - 생명의 힌트인지를 알고 싶어하는 천문학 자에게 결정적이 될 것입니다…
- 이 기능은 BBC Science Focus 의 7 월호에 처음 출판되었습니다. - 여기에서 구독 .
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