외계 행성 탐사방법: 두 판 사이의 차이

내용 삭제됨 내용 추가됨
잔글 띄어쓰기
편집 요약 없음
36번째 줄:
그리고 저질량 항성 주위의 행성을 감지하는 것에 특화된 방법이기도 하다. 저질량 항성들은 가지고 있는 행성의 중력적 영향을 더 많이 받아 구분하기 쉽다. 두 번째로, 저질량 항성이 상대적으로 느리게 회전하여 발견이 더 쉽다. 고속 회전은 행성과의 섭동과 자체 운동에너지가 데이터에 오차를 주게된다. [[주계열성]] 단계를 끝내고 [[점근거성기지]] 단계로 진입하면 별의 회전 속도가 느려지기 때문에 별이 주계열 단계를 떠난 경우 고질량 항성 주위의 행성을 감지하는 것이 더 쉽다.
 
궤도경사각를[[궤도경사각]]를 가진 행성은 더 작은 가시적인 흔들림을 형성하므로 탐지가 더 어렵다. 그러나 다른 장점도 있는데, 시선 속도 방법의 장점 중 하나는 [[궤도반지름]]을 직접 측정 할 수 있는 것이다. 하지만 이 장점도 근사치를 구할 수 있을 뿐, 정확한 [[질량]]은 구하기 어렵다. 이 계산값은 천체의 최소질량을 구하는 식과 연관되어 있다.(<math>M_\text{true} * {\sin i} \, </math>). The posterior distribution of the inclination angle ''i'' depends on the true mass distribution of the planets.<ref>{{cite journal | bibcode = 2013PASP..125..933S | title=A Posteriori Transit Probabilities | journal=Publications of the Astronomical Society of the Pacific | volume=125 | issue=930 | pages=933–950 | year=2013 |author=Stevens, Daniel J. |author2=Gaudi, B. Scott | doi=10.1086/672572 | arxiv=1305.1298}}</ref> 이 단점을 상쇄할 수 있는 방법 중 하나는 다른 행성의 존재를 확인해 질량을 구하는 것이다.
 
===통과법===
[[File:Planetary transit.svg|thumb|300px|right|Transit method of detecting extrasolar planets. The graph below the picture demonstrates the light levels received over time by Earth.]]
[[시선 속도]] 방법은 행성의 질량에 대한 정보를 알아낼 수 있지만, 통과법은 행성 반지름에 대한 정보를 알아낼 수 있다.<ref>{{Cite web|url=https://exoplanets.nasa.gov/5-ways-to-find-a-planet/#/2|title=5 Ways to Find a Planet|website=exoplanets.nasa.gov|access-date=2018-11-20}}</ref> 행성이 모항성의 광구를 통과하는 시간 동안 별의 밝기가 평소보다 상대적으로 줄어든다.<ref>{{Cite web|url=https://exoplanets.nasa.gov/5-ways-to-find-a-planet/#/2|title=5 Ways to Find a Planet|website=exoplanets.nasa.gov|access-date=2018-11-20}}</ref> 한 예로, [[HD 209458]]의 행성이 광구를 지나갈 때 1.7% 내외로 밝기가 감소한다. 그러나 광구를 통과하는 대상이 너무 작으면 관측되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 태양과 같은 별을 통과하는 지구 크기의 행성은 0.008 % 정도 밝기를 어둡게 한다.
[[File:kepler 6b.png|thumb|300px|right|Kepler-6b photometry<ref>{{cite web|url=http://archive.stsci.edu/prepds/kepler_hlsp/|title=Kepler High-Level Science Products}}</ref>]]
[[File:Jupiter-sun-far.png|thumb|left|A simulated [[silhouette]] of [[Jupiter]] (and 2 of its moons) transiting our Sun, as seen from another star system]]
[[File:Theoretical Transiting Exoplanet Light Curve.jpg|left|thumb|Theoretical transiting exoplanet light curve.<ref>{{Cite book|title=How Do You Find an Exoplanet?|last=Johnson|first=John|publisher=Princeton University Press|year=2015|isbn=978-0691156811|location=41 William Street, Princeton, NJ 08540|pages=65}}</ref> This image shows the transit depth (δ), transit duration (T), and ingress/egress duration (τ) of a transiting exoplanet relative to the position that the exoplanet is to the star.]]
통과법은 행성이 통과할 때 모항성의 [[광구]]의 밝기차를 이용하는 방법이다.<ref>{{Cite web|url=https://exoplanets.nasa.gov/5-ways-to-find-a-planet/#/2|title=5 Ways to Find a Planet|website=exoplanets.nasa.gov|access-date=2018-11-20}}</ref><ref>{{Cite book|title=How Do You Find an Exoplanet?|last=Johnson|first=John|publisher=Princeton University Press|year=2015|isbn=9780691156811|location=41 William Street Princeton, NJ 08540|pages=60–68}}</ref> [[시선 속도]] 방법은 행성의 질량에 대한 정보를 알아낼 수 있지만, 통과법은 행성 반지름에 대한 정보를 알아낼 수 있다.<ref>{{Cite web|url=https://exoplanets.nasa.gov/5-ways-to-find-a-planet/#/2|title=5 Ways to Find a Planet|website=exoplanets.nasa.gov|access-date=2018-11-20}}</ref> 행성이 모항성의 광구를 통과하는 시간 동안 별의 밝기가 평소보다 상대적으로 줄어든다.<ref>{{Cite web|url=https://exoplanets.nasa.gov/5-ways-to-find-a-planet/#/2|title=5 Ways to Find a Planet|website=exoplanets.nasa.gov|access-date=2018-11-20}}</ref> 한 예로, [[HD 209458]]의 행성이 광구를 지나갈 때 1.7% 내외로 밝기가 감소한다. 그러나 광구를 통과하는 대상이 너무 작으면 관측되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 태양과 같은 별을 통과하는 지구 크기의 행성은 0.008 % 정도 밝기를 어둡게 한다.
 
이론적인 통과에 의한 밝기 감소 수식은 다음과 같은 변수를 필요로 한다. 필요 변수로를 통과 광도 (δ), 통과 지속 시간 (T), 진입/사출 지속 시간 (τ)와 주기 (P)를 필요로 한다. 그러나 이러한 관측량은 몇 가지 가정을 기반으로 계산된다. 계산의 편의를 위해 행성과 별이 구형이고 [[별주위원반]]이 균일하며, 궤도가 원형이라고 가정한다. 관측된 외계 행성이 별을 통과하는 동안의 상대적 위치에 따라, 빛의 변화를 그래프로 나타낸 물리적 매개 변수가 변경된다. 통과 광도 (δ)는 통과하는 동안 항성의 광도 감소를 나타낸다. 외계 행성의 통과 시간 (T)은 행성이 별을 통과하는 데 소요되는 시간이다. 관측된 항성은 행성이 별을 통과할 때 궤도에서 얼마나 빠르게 또는 느리게 움직이는지에 따라 변수의 값이 결정된다. 진입/사출 지속 시간 (τ)은 행성이 별을 완전히 덮고 별을 완전히 가리는 데 걸리는 시간을 나타낸다. 행성이 항성의 반지름의 한쪽 끝에서 다른 끝으로 이동하는 경우 행성이 별을 완전히 통과하는데 시간이 덜 걸리기 때문에 진입/출발 시간이 단축되기 된다.<ref>{{Cite book|title=How Do You Find an Exoplanet?|last=Johnson|first=John|publisher=Princeton University Press|year=2015|isbn=9780691156811|location=41 William Street Princeton, NJ 08540|pages=60–68}}</ref> 대부분 통과법과 시선속도법을 모두 활용해 질량과 반지름을 알아낸다.<ref>{{Cite book|title=How Do You Find an Exoplanet?|last=Johnson|first=John|publisher=Princeton University Press|year=2015|isbn=9780691156811|location=41 William Street Princeton, NJ 08540|pages=60–68}}</ref>
 
이 방법에는 두 가지 주요 단점이 있다.<ref name="Santerne2012">{{Cite journal | last1 = Santerne | first1 = A. | last2 = Díaz | first2 = R. F. | last3 = Moutou | first3 = C. | last4 = Bouchy | first4 = F. | last5 = Hébrard | first5 = G. | last6 = Almenara | first6 = J. -M. | last7 = Bonomo | first7 = A. S. | last8 = Deleuil | first8 = M. | last9 = Santos | first9 = N. C. | title = SOPHIE velocimetry of Kepler transit candidates | doi = 10.1051/0004-6361/201219608 | journal = Astronomy & Astrophysics | volume = 545 | pages = A76 | year = 2012 | pmid = | pmc = |arxiv = 1206.0601 |bibcode = 2012A&A...545A..76S }}</ref> 먼저, 행성의 궤도는 관측자의 관측지점을 기준으로 하여 완벽하게 정렬되는 경우에만 관찰이 가능하다.<ref>{{cite journal |author=Hidas, M. G. |title=The University of New South Wales Extrasolar Planet Search: methods and first results from a field centred on NGC 6633 |journal=[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]] |date=2005 |volume=360 |issue=2 |pages=703–717 |bibcode=2005MNRAS.360..703H |doi=10.1111/j.1365-2966.2005.09061.x |arxiv=astro-ph/0501269 |last2=Ashley |first2=M. C. B. |last3=Webb |first3=J. K. |displayauthors=3 |last4=Irwin |first4=M. |last5=Phillips |first5=A. |last6=Toyozumi |first6=H. |last7=Derekas |first7=A. |last8=Christiansen |first8=J. L. |last9=Nutto |first9=C. |last10=Crothers |first10=S.}}</ref> 궤도가 상대적으로 작은 행성을 가진 항성의 계는 관측할 수 없는 궤도경사가을 가진 경우가 10% 정도이다. 이와 대조적으로 더 큰 궤도를 가진 행성은 관측에 실패할 확률이 줄어들게 된다. 한 예로, 태양 크기의 별을 공전하는 항성계를 관측하여 지구를 기준, 관측이 가능한 경우는 대략 0.47% 정도다.<ref>{{cite journal | author=O'Donovan |
title=Rejecting Astrophysical False Positives from the TrES Transiting Planet Survey: The Example of GSC 03885-00829 | journal=The Astrophysical Journal | date=2006 | volume=644 | issue=2 | pages=1237–1245 |
doi=10.1086/503740 | last2=Charbonneau | first2=David | last3=Torres | first3=Guillermo | last4=Mandushev | first4=Georgi | last5=Dunham | first5=Edward W. | last6=Latham | first6=David W. | last7=Alonso | first7=Roi | last8=Brown | first8=Timothy M. | last9=Esquerdo | first9=Gilbert A. |
last10=Everett |
first10=Mark E. |
last11=Creevey |
first11=Orlagh L. | bibcode=2006ApJ...644.1237O|arxiv = astro-ph/0603005 |
displayauthors=1 }}</ref><ref>{{cite web|url=http://kepler.nasa.gov/news/nasakeplernews/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=226|title=Kepler: The Transit Timing Variation (TTV) Planet-finding Technique Begins to Flower|author=[NULL]|date=2015-03-31}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.nasa.gov/ames/kepler/nasas-kepler-mission-announces-a-planet-bonanza/|title=NASA's Kepler Mission Announces a Planet Bonanza, 715 New Worlds|work=NASA|date=2015-04-13}}</ref> 따라서 이 방법은 특정 별이 행성의 주인이 아니라고 보장 할 수는 없습니다. 그러나 한 번에 수천 또는 수십만 개의 별이 포함 된 넓은 하늘 영역을 스캔함으로써 대중 교통 측량은 방사 속도보다 더 많은 행성을 찾을 수 있습니다. [9] 지상 기반 MEarth Project , SuperWASP , KELT , HATNet 및 우주 기반 COROT , Kepler 및 TESS 와 같은 몇 가지 조사 가이 접근 방식을 취했습니다.임무. 대중 교통 방법은 수천 광년 떨어져있는 별 주변의 행성을 탐지 할 수 있다는 장점도 있습니다. 궁수 자리 창 식 외계 행성 검색에 의해 감지되는 가장 먼 행성 은 은하 중심 근처에 있습니다. 그러나 현재의 기술로는 이러한 별들의 신뢰할만한 후속 관찰이 거의 불가능합니다.
 
==각주==