프랭크 드레이크 (Frank Drake)가 1930 년대 시카고에서 자란 소년이었을 때 그의 부모 인 관찰자 침례교 인은 주일 학교에 그를 등록했습니다. 그는 8 살이되었을 때, 그는 종교를 의심했고, 전 세계의 다른 사람들은 어느 정도 환경 적으로 결정되었다. 그는 문명, 인간, 아마도 외계인들에게도 마찬가지라고 생각하기 시작했지만 이러한 생각을 자신에게 유지하는 것이 더 좋다고 생각했습니다.
그러나 오랫동안 :그는 외계인 지능을 찾는 S.E.T.I.를 찾았으며, 우리가 은하계 내 문명의 수를들을 수있는 간단한 방법을 세웠습니다. 다음과 같이 보이는 방정식입니다.
n (은하수의 의사 소통 가능한 문명의 수)
=r (별이 형성되는 속도)
× n 지구 (지구 같은 궤도에 지구 크기의 행성이있는 별의 일부)
× f 생명 (생명을 발전시키는 행성의 일부)
× f 지능 (지능적인 삶의 분수)
× f 통신 (의사 소통 할 수있는 분수)
× l (평균 문명의 생애)
요컨대, n =r × n earth × f 생명 × f 지능 × F <서브> 통신 × L. N의 값을 결정하려면 다른 숫자를 알아야합니다.
우리는 은하수가 매년 두 개의 새로운 별을 만들기 때문에 R을 처리합니다. 그러나 그게 다릅니다. 우리는 일반적인 삶, 지능 또는 의사 소통 능력이 얼마나되는지 전혀 모릅니다. 그리고 우리는 모두 평균 문명의 평생이 매우 길다는 응원을받을 수 있지만 데이터는 없습니다.
그러나 우리는 n << earth 에서 진전을 이루고 있습니다 ( "eta-earth"라고도합니다). 또 다른 태양을 공전하는 최초의 지구 크기의 행성은 2010 년에 발견되었습니다. NASA의 Kepler Space Telescope 덕분에 우리는 이제 수백 개의 지구 크기의 세계와 화성과 수은만큼 작은 소수를 알고 있습니다.
Kepler의 주요 임무는 지구 크기의 풍부함을 결정하는 것이 었습니다. 지구와 같은 행성 궤도 태양과 같은 거리 별. 이것은 단지 n earth 입니다 우리 태양과 같은 별들. 그러나 n earth 별의 별에 대해 다를 수 있습니다. 불행하게도, 2013 년까지 Kepler는 망원경을 가리키는 데 필수적인 두 개의 반응 휠을 잃었고 약 4 년 동안의 데이터를 획득 한 후 주요 임무를 포기해야했습니다. Kepler는 수은과 같은 궤도에 태양을 공전하지만 지구와 유사하지 않은 행성에 좋은 통계를 가지고 있습니다. 멍청이. (몇 년 전 Kepler는 K2라는 새로운 모드로 환생을 당했으며 여전히 행성을 찾고 있지만 n < earth 를 측정하려는 희망은 없습니다. .)
거주 가능한 영역은 행성 표면의 액체 물이 존재하기에 적합한 조건이있는 별 주위의 고리입니다. 그것들은 n 지구에서 계산 된 행성입니다. . 그러나 별이 다른 거주 가능한 구역을 가지고 있습니다. 우리의 태양보다 시원하고 희미한 붉은 난쟁이 별이 훨씬 더 가깝습니다. 그리고 밝고 뜨거운 별의 별은 더 멀리 떨어져 있습니다. Kepler는 n earth 를 추정하는 데 성공했습니다 붉은 난쟁이 별의 경우,이 별의 경우 수은 크기의 궤도를 측정하는 것은 충분히 잘 작동합니다. 적어도 6 분의 1은 붉은 난쟁이 별 (최대 절반)이 거주 가능한 지역의 지구 크기의 행성입니다. 너무 초라하지 않아, 붉은 난쟁이!
작년에 천문학 자들은 화려한 Trappist-1 7-Planet 시스템의 발견을 발표했습니다. 그 중앙 별은 우리의 태양의 질량 8 %, 2,000 배 더 희미하며 목성의 크기에 불과합니다. 7 개의 행성은 모두 대략 지구 크기이며 별에 매우 가깝게 궤도를 돌립니다. 가장 흥미로운 점은 별의 거주지에 적어도 3 개 (그리고 아마도 4 ~ 5 개)가 사는 것입니다. 모든 별이 Trappist-1, n < earth 와 같은 행성 시스템을 가지고 있다면. 또 다른 비틀기는 Trappist-1 시스템에서 수명이 있다면 행성 사이에 자연스럽게 퍼져 나가는 것입니다. 소형 궤도 설정은 Panspermia에 적합하다는 것입니다. 소행성이나 혜성이 잠재적으로 생명을 겪고있는 Trappist-1 행성을 때리면 일부 잔해물은 여섯으로 흩어져 우주 출신의 씨앗을 비가 올 것입니다.
n < earth 를 상상하는 것이 현저합니다 하나보다 큽니다. 거주 가능한 구역에 3 ~ 4 개가 아니라 10 또는 20 행성이있는 슈퍼 트래퍼 -1 시스템이있을 수 있습니까? 별이 거기에 가질 수있는 가장 많은 행성은 무엇입니까? 우리는이 질문에 정확하게 대답 할 수 있습니다. 우리는 중력이 어떻게 작동하는지, 궤도가 어떻게 진화하는지 알고 있기 때문에 스타의 거주지에 안정적으로 맞을 수있는 행성의 정어리 구성을 파악하는 데 필요한 도구가 있습니다.
우리는 어떤 유형의 별을 원하는지 (중요하지 않음), 어떤 크기의 행성에 관심이 있는지 선택해야합니다. 그러면 문제를 두 가지 질문으로 나눌 수 있습니다. 첫째, 거주 가능한 영역은 얼마나 넓습니까? 둘째, 행성 궤도를 얼마나 단단히 포장 할 수 있습니까?
거주 가능한 구역은 일반적으로 논의하는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 그것은 행성이 만든 것과 대기의 두께와 구성에 달려 있습니다. 모델에 따르면, 지구는 태양의 거주지의 안쪽 가장자리 근처에 있으며, 지구의 궤도의 95 %에서 화성 궤도 (화성 궤도에서 지구가 액체 물을 유지할 수 있음을 의미 함)! 강력한 열 평가 대기가 있으면 거주 가능한 구역의 바깥 쪽 가장자리가 훨씬 멀어 질 수 있으며, 일부 상황에서는 성간 공간의 자유 플로팅 행성조차도 액체 물을 유지할 수 있습니다. 그러나 그러한 경우에는 생명이 두꺼운 가스 (또는 얼음) 층 아래에 숨겨져있을 것이므로 우리는 그것을 감지 할 수 없었습니다.
행성의 궤도는 두 가지 다른 방식으로 간격을 둘 수 있습니다. 인접한 행성의 궤도는 Trappist-1 행성, 소수의 다른 알려진 시스템 및 목성의 가장 가까운 큰 달의 경우와 마찬가지로 공명 할 수 있습니다. 또는 행성은 공명에서 벗어날 수 있습니다. 공명은 단순히 인접 행성의 궤도가 주기적으로 다시 정렬된다는 것을 의미합니다. 공명은 정수 비율로 설명됩니다. 예를 들어, 2 :1 공명은 외부 행성이 하나의 궤도를 완료 할 때마다 내부 1 개가 2 개를 완료했음을 의미합니다.
여기에는 Jupiter 's Moons의 멋진 애니메이션 GIF가 있습니다. 공명으로 간격을 둔 행성은 대중을 무의미하게 만듭니다. 간격은 행성이 어떤 공명에 있는지에 따라 단순히 결정됩니다. 2 :1 및 3 :2와 같은 공명은 7 :6 또는 9 :8과 같은 공명보다 더 넓은 간격 궤도를 암시합니다. 물론 모든 공명이 안정적 인 것은 아닙니다. Trappist-1과 같은 궤도 간격 (3 :2 공명)을 사용하면 4 개의 궤도가 거주 가능한 영역 내에서 편안하게 맞습니다.
반면에, 행성이 공명에 의해 간격이 없다면, 대중은 중요합니다. 아래는 3 개의 다른 질량 행성의 거주 가능한 구역으로 최대 궤도 포장의 예입니다. 화성 질량 행성 (지구 질량의 10 %)의 경우 14 개의 궤도가 거주 가능한 영역에 적합합니다. 그러나 해왕성 질량 행성 (지구 질량 약 10 배)의 경우 3 개의 궤도 만 맞습니다.
14 개의 화성 질량 행성은 거주 가능한 구역에 들어갈 수 있지만 화성 (적어도 오늘날)은 생명이없는 바위입니다. 대기를 붙잡고 수십억 년 동안 판 구조론을 유지하기 위해서는 행성이 조금 더 커야하며, 아마도 적어도 약 30 %의 지구 질량이어야합니다. 따라서 지구 질량의 절반 정도의 행성은 궤도 간격과 생명 잠재력 사이의 좋은 타협입니다.
여기 두 번 더 비틀어집니다. 첫째, 두 행성은 별 주위에 같은 궤도를 공유 할 수 있습니다! 이것을 트로이 목록 쌍이라고합니다 (콘돔과 혼동해서는 안됩니다). 이것은 주어진 궤도에 맞을 수있는 행성의 수를 거의 두 배로 늘립니다.
두 번째 트위스트는 이진 행성입니다. 우리 달은 지구 크기의 거의 절반이며 Charon은 명왕성만큼 크다. 서로를 공전하는 두 지구를 상상하는 것은 전적으로 그럴듯합니다. 다음과 같이 보일 것입니다.
우리는이 성분을 사용하여 매우 멋진 태양계를 만들 수 있습니다. 내 블로그에서 나는 이것을 Ultimate Solar System 1이라고 부릅니다. 
거주 가능한 구역 내에 6 개의 안정적인 궤도가 있습니다. 각각에는 4 개의 행성이 포함되어 있습니다 :트로이 목마 구성의 2 개의 이진 지구. 이 설정은 안정적이며 거주 가능한 구역 내에 24 개의 행성을 포장합니다. 이 시스템의 Panspermia를 상상해보십시오! 만약 행성에서 생명이 발전했다면, 불가피한 충격 파편은 확실히 전체 시스템에 걸쳐 생명을 전할 것입니다. 이것은 자연에서 형성하기에 매우 극단적 인 시스템이지만 모든 조각은 완전히 그럴듯하며 발생합니다. 속임수는 모두 같은 시스템에서 발생해야한다는 것입니다.
Ultimate Solar System 2 또는 3은 어떻습니까? 이 주제에는 많은 변형이 있음이 밝혀졌습니다. 행성 형성 이론을 사용하여 모든 모양과 크기의 행성 시스템을 구축 할 수 있습니다. 그리고이 토끼 구멍은 깊습니다 (여기를 클릭하려면 여기를 클릭하십시오).
그랜드 피날레로 넘어갈 것입니다. 몇 가지 궤도 역학 트릭을 사용하여 거주 가능한 구역에 416 개의 행성이있는 행성 시스템을 구축했습니다.
이 시스템은 완전히 안정적입니다. 컴퓨터 시뮬레이션으로 두 번 확인했습니다. 그러나 자연은이 시스템을 형성하는 데 어려움을 겪을 것입니다. 그것이 존재한다면, 그것은 매우 진정 된 문명에 의해서만 건설 될 수있었습니다. 그렇기 때문에 나는 이것을 Ultimate 엔지니어링이라고 부릅니다 태양계.
이 궁극적 인 태양계에서 말할 수있는 이야기를 상상해보십시오! 각 바이너리 행성에는 하늘의 달보다 더 큰 이웃이 있습니다. Night Sky에는 놀라운 방황하는 별이 있으며 다른 행성은 별을 공전 할 때 길을 추적합니다.
n < earth 로 돌아갑니다 . 우리 천문학 자들은 은하수의 별의 절반이 거주 가능한 구역에서 지구 크기의 행성을 주최하는 것으로 보인다는 것을 기쁘게 생각합니다 (n earth . 붉은 난쟁이의 경우 최대 50 %이며, 은하계의 지배적 인 별은 숫자에 따라). Trappist-1은 더 나아가서 거주 가능한 구역에 3 개의 행성을 포장하는 훌륭한 예입니다. 그러나 나는 10, 20 또는 수백 개의 잠재적 인 생명을 가진 행성이있는 초 매거용 시스템을 기대하고 있습니다. 그들은 낮은 확률 시스템이 될 것이지만, 우리 은하 (그리고 손가락을 가로 지르는 공상 과학 팬들)에 5 억 개의 별이있는 것은 분명히 가치가 있습니다!
.Sean Raymond는 행성 시스템의 형성과 진화를 연구하는 천문학 자입니다. 그는 또한 Planetplanet.net에서 블로그입니다.
시계 :가장 실용적인 천체 물리학 응용 분야에서 천문학 자 Daniel Wolf Savin.
이 고전적인 사실 So Romantic Post는 원래 2017 년 7 월에 출판되었습니다.
