우주에 있는 다른 천체의 이산화탄소를 어떻게 발견하나요?
태양계 목성의 위성인 유로파의 지하 바다에서 이산화탄소를 발견했다고 하던데요. 어떻게 망원경만 가지고 다른 천체의 구성물질 그것도 바다속에 있는 물질까지 구별할 수 있나요?
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
우선 유로파의 지하 바다에서 발견된 이산화탄소는 망원경을 통해 직접 구별한 것이 아닙니다. 이산화탄소는 유로파의 지하 바다에서 발견된 빛의 스펙트럼을 분석함으로써 간접적으로 확인되었습니다. 빛의 스펙트럼은 물질이 빛을 흡수하거나 방출하는 특정한 빛의 파장을 나타내는데 이를 통해 물질의 구성을 알 수 있습니다. 이는 망원경을 통해 우주에 있는 다른 천체에서도 가능합니다. 망원경을 이용하여 천체의 빛을 분석하면 그 천체의 구성물질을 알 수 있습니다. 이를 통해 다른 천체에서도 이산화탄소를 발견할 수 있습니다.
하지만 이산화탄소는 유로파의 지하 바다에서 발견된 것처럼 쉽게 발견되는 것은 아닙니다. 이산화탄소는 대기나 바다와 같은 물질에 의해 가려지는 경우가 많기 때문에 망원경을 통해 직접 확인하기는 어렵습니다.
망원경을 통해 우주에 있는 다른 천체에서 이산화탄소를 발견하는 것은 매우 중요한 연구입니다. 이를 통해 우리가 살고 있는 지구 외의 다른 천체에서도 이산화탄소와 같은 물질이 발견될 수 있기 때문입니다. 이는 우주의 구성과 진화를 이해하는 데 매우 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.
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안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.
천문학자들은 망원경과 함께 분광학이라는 기술을 사용하여 태양계 내외의 다양한 천체들, 그리고 그 천체들의 구성 요소를 연구합니다. 분광학은 빛의 스펙트럼을 분석하여 물질의 성분을 식별하는 데 사용됩니다. 빛, 특히 태양이나 다른 별에서 방출된 빛이 천체의 대기나 표면을 지날 때, 그 물질들은 특정 파장의 빛을 흡수하거나 반사합니다. 이러한 흡수와 반사 패턴은 물질마다 고유하며, "분광선" 또는 "지문"과 같이 작용하여 과학자들이 무엇으로 구성되어 있는지 식별할 수 있게 합니다.유로파의 지하 바다에서 이산화탄소 발견 방법
분광학적 관측: 유로파와 같은 천체의 경우, 과학자들은 주로 우주 망원경을 사용하여 이 천체에서 반사되거나 방출되는 빛의 스펙트럼을 측정합니다. 유로파의 표면이나 대기(있는 경우)를 통과하는 빛은 그 과정에서 유로파의 구성 물질에 의해 특정 방식으로 변경됩니다.
빙하와 표면의 분석: 유로파의 표면에는 얼음이 많이 있으며, 이 얼음은 아마도 아래에 있는 액체 물 바다와 상호작용합니다. 과학자들은 유로파 표면에서 반사된 빛의 스펙트럼을 분석함으로써 얼음과 그 안에 포함될 수 있는 화학 물질, 예를 들어 이산화탄소의 존재를 감지할 수 있습니다.
간접 증거: 유로파의 지하 바다에서 직접적으로 이산화탄소를 "보는" 것은 현재 기술로는 불가능합니다. 그러나 표면의 얼음이나 표면 근처에 존재하는 크랙(균열)을 통해 바다에서 나온 물질이 표면으로 올라올 수 있습니다. 이렇게 표면에 도달한 화학 물질들을 분석하여 지하 바다의 조성에 대한 정보를 추론할 수 있습니다.
플럼 관측: 유로파의 표면에서 우주로 분출되는 물질의 기둥(플럼)이 관측되었다는 보고도 있습니다. 이러한 플럼을 통해 지하 바다의 샘플이 직접 우주로 방출될 수 있으며, 지나가는 우주선이나 지구 기반 망원경을 사용하여 이 물질들을 분석할 수 있습니다.
이러한 방법을 통해 유로파와 같은 천체의 표면이나 대기, 그리고 간접적으로는 지하 바다의 구성을 연구할 수 있습니다. 이는 우리가 우주의 다른 천체들을 연구하고 이해하는 데 중요한 도구입니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
천체의 구성 물질을 분석하는 데는
천문학에서 사용하는 망원경과
분광기가 중요한 역할을 합니다
분광기는 빛을 여러 파장으로 분리하여
물질이 내는 빛의 스펙트럼을
관찰할 수 있도록 해 줍니다
이 기술을 분광학이라고 합니다
유로파의 지하 바다에서 이산화탄소 발견은
직접 바다를 관찰한 것이 아니라
유로파 표면과 대기에서
간접적으로 측정된 결과입니다
원격 탐사를 통해 유로파 표면에서
반사되거나 대기를 통과하는 태양광의 스펙트럼을 분석합니다
이러한 스펙트럼은 특정 원소와 분자에 의해 만들어지는
고유한 무늬를 가지고 있습니다
이 무늬들을 해석하여 과학자들은
유로파의 지표 또는 그 아래에 존재하는
물질의 성분을 파악할 수 있습니다
망원경을 이용한 원격 탐사의 핵심은
빛과 물질 간 상호 작용에서 발생하는
미묘한 변화들을 포착하는 것입니다
그 변화들은 원소 및 분자의 '핑거프린트'와 같아서
빛의 어떤 파장이 흡수되거나 방출되는지를 나타냅니다
대기의 구성이나 표면에 존재하는 물질은
그 스펙트럼을 분석함으로써 식별될 수 있습니다
그 결과로 유로파의 경우 지하
바다의 존재가 추정되는 것입니다
이 과정을 통해 이산화탄소와 같은 분자가 존재한다는 증거를
대기에서 발견할 수 있었던 것입니다
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안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
물질마다 빛을 흡수하고 방출하는 고유의 파장을 지니고 있는데, 이산화탄소에 해당하는 파장과 세기를 분석하여 해당 물질의 함유량을 계산할 수 있게 됩니다. 해당 파장을 스펙트럼이라고 부르고 스펙트럼분석이라고 부르기도 합니다.안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다. 이산화탄소는 특정 파장의 빛을 흡수하고 방출하는데, 이를 분석하여 이산화탄소의 존재를 확인할 수 있습니다. 또한 천체의 스펙트럼을 분석하여 특정 특징적인 선들을 찾아내어 이산화탄소의 존재를 확인하기도 합니다. 또한 천체의 온도, 밝기, 질량 등을 고려하여 이산화탄소의 발견 여부를 판단하기도 합니다. 이러한 방법들을 통해 우주에 있는 다른 천체의 이산화탄소를 발견하고 연구할 수 있습니다.
안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.
미국 매사추세츠공대(MIT) 과학자들은 행성의 대기를 보는 것만으로 행성의 질량을 알 수 있는 새로운 `매스스펙'(MassSpec) 기술을 개발했다고 사이언스지에 발표했다.연구진은 행성이 중심별 앞을 지나갈 때 행성의 대기를 통해 보이는 별빛으로 대기압이 고도에 따라 얼마나 줄어드는지 알 수 있을 것으로 보고 행성 HD 189733b에 이를 적용해 질량을 밝혀냈다.지난 2005년 지구로부터 63광년 거리에서 발견된 이 행성의 질량은 이런 기법으로 측정한 결과 목성의 약 1.15배로 밝혀졌다. 이는 기존 시선(視線)속도측정법(radial velocity strategy) 추정치와 근접한 것이다.매스스펙 기법은 대기가 있고 목성이나 토성 정도로 거대한 가스행성에만 적용할 수 있다는 한계가 있지만 기존 방식으로는 측정이 어려웠던 역동적인 별 주위를 도는 가스 행성의 질량까지도 정확히 측정할 수 있다고 연구진은 밝혔다.지구와 마찬가지로 다른 행성에서도 고도가 높아질수록 대기가 희박해지는데 이는 거리에 따라 중력의 이끌림(인력)이 약해지기 때문이다.행성의 인력은 질량에 따라 결정되기 때문에 행성의 대기가 고도에 따라 얼마나 희박해지는지 알면 행성의 질량을 알 수 있다.
