금속

Jun 02, 2023

비교적 많은 양의 중원소를 함유한 별은 금속이 부족한 별보다 복잡한 생명체 출현에 덜 유리한 조건을 제공한다는 사실을 막스 플랑크 태양계 연구 및 화학 연구소와 괴팅겐 대학교의 과학자들이 최근 발견했습니다. .팀이 보여줬어요 별의 금속성이 행성을 보호하는 오존층으로 둘러싸는 능력과 어떻게 연결되어 있는지. 여기서 중요한 것은 별이 다양한 파장 범위에서 우주로 방출하는 자외선의 강도입니다. 이 연구는 우주 망원경을 사용하여 하늘에서 거주 가능한 항성계를 검색하는 과학자들에게 이러한 노력이 특히 유망할 수 있는 곳에 대한 중요한 단서를 제공합니다. 이는 또한 놀라운 결론을 제시합니다. 우주가 노화됨에 따라 새로운 행성에 복잡한 생명체가 출현하는 데 점점 더 비우호적이 된다는 것입니다.

먼 별을 공전하는 거주 가능하거나 사람이 거주하는 행성을 찾는 과정에서 연구자들은 지난 몇 년 동안 이러한 세계의 가스 봉투에 점점 더 집중해 왔습니다. 관측 데이터는 대기의 증거를 보여줍니까? 지구상에서 생명체의 대사 산물로 거의 독점적으로 생산되는 산소나 메탄과 같은 가스도 포함되어 있을까요? 앞으로 몇 년 동안 이러한 관측은 새로운 한계에 도달하게 될 것입니다. NASA의 James Webb 망원경은 Super-Neptunes와 같은 거대한 가스 행성의 대기를 특성화할 수 있을 뿐만 아니라 훨씬 더 희미한 분광 신호를 처음으로 분석하는 것을 가능하게 할 것입니다. 바위 같은 행성 대기에서.

수치 시뮬레이션의 도움으로 Nature Communications에 발표된 현재 연구는 이제 외계 행성 대기의 오존 함량으로 전환됩니다. 지구에서와 마찬가지로 세 개의 산소 원자로 구성된 이 화합물은 세포를 손상시키는 자외선(UV) 복사로부터 지구 표면(및 그곳에 서식하는 생명체)을 보호할 수 있습니다. 따라서 오존의 보호층은 복잡한 생명체의 출현을 위한 중요한 전제조건입니다. 막스 플랑크 태양계 연구소의 과학자이자 이번 연구의 제1저자인 안나 샤피로(Anna Shapiro)는 “우리는 행성이 보호적인 오존층을 형성하기 위해 별이 어떤 특성을 가져야 하는지 이해하고 싶었습니다.”라고 기본 아이디어를 설명합니다.

과학에서 흔히 그렇듯이, 이 아이디어는 이전의 발견에 의해 촉발되었습니다. 3년 전, 막스 플랑크 태양계 연구소가 이끄는 연구자들은 태양의 밝기 변화를 태양과 유사한 수백 개의 별의 밝기 변화와 비교했습니다. 그 결과, 많은 별에서 나오는 가시광선의 강도는 태양의 경우보다 훨씬 더 강하게 변동합니다. 3년 전의 분석과 현재의 연구에 참여한 Alexander Shapiro는 "우리는 강도의 엄청난 정점을 목격했습니다."라고 말했습니다. "그러므로 태양 역시 강도가 이렇게 급등할 수 있다는 것이 가능합니다. 이 경우 자외선의 강도도 극적으로 증가할 것입니다."라고 그는 덧붙입니다. 막스 플랑크 태양계 연구소 소장이자 두 연구의 공동 저자인 사미 솔란키(Sami Solanki)는 "그래서 우리는 이것이 지구상의 생명체에게 어떤 의미를 지니는지, 다른 항성계의 상황은 어떤지 자연스럽게 궁금했습니다."라고 말했습니다.

외계 행성이 공전하는 것으로 알려진 모든 별 중 약 절반의 표면 온도는 섭씨 약 5,000도에서 약 6,000도 사이입니다. 따라서 연구자들은 계산에서 이 하위 그룹을 선택했습니다. 표면 온도가 약 섭씨 5,500도에 달하는 태양도 그중 하나입니다. "지구의 대기 화학에서 태양의 자외선 복사는 이중 역할을 합니다"라고 Anna Shapiro는 설명합니다. 그의 과거 연구 관심은 지구 대기에 대한 태양 복사의 영향에 중점을 두었습니다. 개별 산소 원자 및 산소 분자와의 반응에서 오존은 생성되거나 파괴될 수 있습니다. 장파 UV-B 방사선은 오존을 파괴하는 반면, 단파 UV-C 방사선은 중간 대기에 보호 오존을 생성하는 데 도움이 됩니다. “따라서 자외선이 외계 행성의 대기에도 비슷하게 복잡한 영향을 미칠 수 있다고 가정하는 것이 합리적이었습니다.”라고 천문학자는 덧붙였습니다. 정확한 파장이 중요합니다.