일부 얼음 외계 행성에는 거주 가능한 바다와 간헐천이 있을 수 있습니다.

NASA의 연구는 17개의 외계 행성(우리 태양계 밖의 세계)이 얼음 껍질 아래에 생명체의 필수 성분인 액체 물의 바다를 가질 수 있음을 나타냄으로써 우리 태양계 너머로 생명체에 대한 탐색을 확장합니다. 이 바다의 물은 때때로 얼음 표면을 통해 간헐천으로 분출될 수 있습니다. 과학팀은 이러한 추정이 처음으로 이루어졌을 때 이 외계행성에서 간헐천 활동의 양을 계산했습니다. 그들은 망원경으로 이러한 폭발의 징후를 관찰할 수 있을 만큼 충분히 가까운 두 개의 외계 행성을 식별했습니다.

우주의 다른 곳에서 생명체를 찾는 것은 일반적으로 별의 “거주 가능 구역”, 즉 온도로 인해 표면에 액체 물이 머물 수 있는 거리에 있는 외계 행성에 초점을 맞춥니다. 그러나 내부 가열이 충분하다면 너무 멀고 추운 외계 행성의 경우 얼음 표면 아래에 바다가 있을 수도 있습니다. 목성의 달인 유로파와 토성의 달인 엔셀라두스는 호스트 행성과 이웃 달의 중력으로 인한 조수에 의해 가열되기 때문에 지하 바다를 가지고 있는 우리 태양계의 경우입니다.

이러한 지하 바다에는 에너지 공급은 물론 생물학적 분자에 사용되는 원소 및 화합물과 같은 다른 필수품이 있으면 생명을 품을 수 있습니다. 지구상에서 전체 생태계는 에너지와 영양분을 공급하는 열수 분출구 근처 바다 바닥의 완전한 어둠 속에서 번성합니다.

NASA의 고다드 우주 비행 센터의 린네 퀵(Lynnae Quick) 박사는 “우리의 분석에 따르면 이들 17개 세계는 표면이 얼음으로 덮여 있지만 방사성 원소의 붕괴와 모항성의 조석력으로 인해 충분한 내부 가열을 받아 내부 바다를 유지하는 것으로 예측된다”고 말했다. 메릴랜드주 그린벨트. “그들이 경험하는 내부 가열의 양 덕분에 우리 연구의 모든 행성은 간헐천과 같은 기둥 형태로 극저온 화산 폭발을 나타낼 수도 있습니다.” Quick은 10월 4일에 발표된 연구에 관한 논문의 수석 저자입니다. 천체 물리학 저널.

연구팀은 대략 지구 크기이지만 밀도가 낮은 17개의 확인된 외계 행성의 조건을 고려하여 밀도가 높은 암석 대신 상당한 양의 얼음과 물이 있을 수 있음을 시사했습니다. 행성의 정확한 구성은 아직 알려지지 않았지만 이전 연구에서 표면 온도에 대한 초기 추정치는 모두 지구보다 훨씬 추운 것으로 나타나 표면이 얼음으로 덮일 수 있음을 시사합니다.

이번 연구는 유로파와 엔셀라두스의 알려진 표면 밝기와 기타 특성을 모델로 사용하여 재계산함으로써 각 외계 행성의 표면 온도 추정치를 개선했습니다. 연구팀은 또한 각 외계 행성의 궤도 모양을 사용하여 조수에서 발생하는 열을 얻고 이를 방사능 활동으로 예상되는 열에 추가하여 이러한 외계 행성의 전체 내부 가열을 추정했습니다. 표면 온도와 전체 가열 추정치는 바다가 내부에서 가열되는 동안 표면에서 냉각되고 얼기 때문에 각 외계 행성의 얼음층 두께를 제공했습니다. 마지막으로 그들은 이 수치를 유로파와 비교하고 외계 행성의 간헐천 활동을 추정하기 위한 보수적인 기준선으로 유로파의 간헐천 활동 추정 수준을 사용했습니다.

그들은 표면 온도가 이전 추정치보다 화씨 60도(섭씨 16도)까지 더 낮다고 예측합니다. 추정된 얼음 껍질 두께는 Proxima Centauri b의 경우 약 58미터(190피트), LHS 1140 b의 경우 1.6킬로미터(1.6킬로미터)부터 MOA 2007 BLG 192Lb의 경우 24마일(38.6킬로미터)까지로, 유로파의 추정 평균인 18마일(18마일)과 비교됩니다. 거의 29km). 추정 간헐천 활동은 Kepler 441b의 경우 초당 17.6파운드(약 8kg/초)에서 LHS 1140b의 경우 초당 639,640파운드(290,000kg/초), Proxima Centauri의 경우 초당 1,320만 파운드(600만kg/초)로 증가했습니다. b, 4,400파운드/초(2,000kg/초)의 유로파와 비교.

“우리 모델은 바다가 프록시마 센타우리 b와 LHS 1140 b의 표면에 상대적으로 가깝게 발견될 수 있고 간헐천 활동 속도가 유로파의 활동 속도를 수백에서 수천 배 초과할 수 있다고 예측하기 때문에 망원경은 이 곳에서 지질 활동을 감지할 가능성이 가장 높습니다. 행성”이라고 12월 12일 캘리포니아주 샌프란시스코에서 열린 미국 지구물리학 연합 회의에서 이 연구를 발표한 Quick이 말했습니다.

이 활동은 외계 행성이 별 앞을 지나갈 때 볼 수 있습니다. 별빛의 특정 색상은 간헐천에서 나오는 수증기에 의해 흐려지거나 차단될 수 있습니다. “검출된 수증기의 양이 시간에 따라 달라지는 산발적인 수증기 검출은 극저온 화산 폭발의 존재를 암시할 것입니다.”라고 Quick은 말했습니다. 물에는 생명을 유지할 수 있는지 여부를 밝힐 수 있는 다른 요소와 화합물이 포함되어 있을 수 있습니다. 원소와 화합물은 특정 “특징” 색상의 빛을 흡수하기 때문에 과학자들은 별빛을 분석하여 간헐천의 구성을 결정하고 외계 행성의 거주 가능성을 평가할 수 있습니다.

우리의 관점에서 별을 가로지르지 않는 프록시마 센타우리 b와 같은 행성의 경우, 외계 행성이 별을 공전하는 동안 반사하는 빛을 측정할 수 있는 강력한 망원경으로 간헐천 활동을 감지할 수 있습니다. 간헐천은 외계 행성의 표면에서 얼음 입자를 방출하여 외계 행성이 매우 밝고 반사적으로 보이게 만듭니다.

이 연구는 NASA의 거주 가능 세계 프로그램(Habitable Worlds Program), 워싱턴 대학의 우주생물학 프로그램(University of Washington)의 우주생물학 프로그램(University of Washington) 및 NASA 외행성 시스템 과학 조정 그룹 넥서스(Nexus for Exoplanet System Science)의 구성원인 가상 행성 연구소(Virtual Planetary Laboratory)의 자금 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231213111935.htm