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50건의 기사

Two astronauts in spacesuits walk across a Mars-like desert landscape during the day.
천문·천체물리

TESS 생명체 거주가능 영역 후보, 실제로는 대부분 아니었다 — 공개 아카이브 전수 재분석

TESS 관측에서 단일 또는 두 번의 통과(transit)만 포착된 천체는 궤도주기가 미정이거나 두 사건의 간격으로 기록되는데, 연구진은 카탈로그상 주기가 P=0 또는 P≥200일인 TOI 187개를 섹터 107까지의 전체 공개 데이터로 재분석했다. 그 결과 28개의 주기를 확정하고 8개를 배제법으로 정리했으며, 기존에 발표된 주기 12개를 블라인드로 재현했다. 카탈로그 주기 기준으로 보수적 거주가능 영역에 놓였던 이중 통과 28개 중 실제로 그 영역에 있을 것으로 기대되는 것은 약 2개(모두 거대행성)뿐이고, 행성 크기 후보 12개 중에는 하나도 없었다. 반대로 주기가 누락되거나 잘못 기록된 뒤에 숨어 있던 거주가능 영역 행성도 확인돼, K형 왜성의 보수적 거주가능 영역에서 146.58일 주기로 도는 지구 반지름 3.0배 크기의 서브넵튠 TOI-2298 b와, 416.5일 주기(833일도 배제되지 않음)의 지구 반지름 1.7배 행성 TOI-6075 b 등 4개 행성이 새 주기와 함께 검증됐다. 연구진은 전체 표본에 대한 별칭(alias) 주변화 거주가능 영역 확률을 공개했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

The United Launch Alliance (ULA) Atlas V rocket with the Landsat 9 satellite onboard is seen in this false color infrared image as it launches, Monday, Sept. 27, 2021, from Space Launch Complex 3 at V
천문·천체물리

거대행성 질량분포, 별의 질량에 따라 달라진다…"무거운 별이 무거운 행성을 만든다"

캘리포니아 레거시 서베이(California Legacy Survey)의 FGKM형 항성 719개를 대상으로 시선속도와 히파르코스-가이아 천체측정 자료로 동반 천체의 실제 질량을 제약한 연구가 공개됐다. 목성질량 0.4~50배, 장반경 0.1~10AU 구간에서 거대행성 발생률은 전체 표본 평균이 별당 0.19±0.02개였으나, 질량이 태양질량보다 큰 별(별당 0.39개)과 금속함량이 높은 별([Fe/H]>0.0, 별당 0.30개) 주변에서 뚜렷하게 높았다. 연구팀은 2~3시그마 수준에서 행성 질량분포의 형태 자체가 항성 질량에 따라 변하며, 태양질량보다 무거운 별 주변에서 특징적 행성 질량이 더 크다는 증거를 제시했다. 전체 표본에서는 목성질량 수 배 이상에서 발생률이 감소하고, 갈색왜성 사막은 동반천체-주성 질량비 0.013~0.02에서 시작하는 것으로 나타났다. 논문은 핵 강착 모형 안에서 이런 차이가 무거운 별 주변의 더 큰 가스 저장고, 또는 금속이 풍부한 원반에서의 이른 핵 형성 때문일 수 있다고 설명했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A lone motorcyclist travels under the stunning Andromeda Galaxy in Semnan, Iran.
천문·천체물리

반사광 분광으로 지구형 외계행성의 질소 대기와 산소 대기 구분하기 — O₄ 밴드가 열쇠

반사광 스펙트럼으로 지구형 외계행성의 산소를 해석할 때 대기 조성·구름·표면 반사율·중력 사이의 축퇴가 걸림돌이 되는데, 연구진은 베이지안 역추정 프레임워크 ExoReL$^\Re$에 O₂-O₂ 충돌유도흡수(CIA)와 파장 의존 표면 알베도 매개화를 도입해 현대 지구 유사 행성을 대상으로 0.25~1.8μm 스펙트럼 역추정을 수행했다. O₂-O₂ CIA를 생략하면 역추정이 잘못된 'O₂ 지배 대기'로도 스펙트럼을 맞출 수 있었으나, CIA를 포함하면 O₄ 밴드를 활용해 이 축퇴가 깨지고 질량에 대한 강한 사전정보 없이도 올바른 'N₂ 지배·O₂ 풍부' 해를 복원했다. 거주가능세계관측소(Habitable Worlds Observatory)를 염두에 둔 두 관측 구성(가시광 분해 R_VIS=140, 광대역 가시광 3구간) 모두에서 N₂ 지배 영역에 사후확률 95% 이상이라는 기준을 충족하려면 0.75μm에서 SNR 약 20 이상(R_NIR=70일 때 1.27μm O₄ 밴드 부근 SNR 약 14)이 필요했고, 구름 비율이 높아지면 이 문턱도 올라갔다. 근적외 커버리지를 1.4μm까지로 줄이면 검토한 SNR 범위 전체에서 올바른 해를 복원하지 못하고 'O₂ 지배·CO₂ 풍부'라는 잘못된 대기를 선호했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Alien planet with red and white surface in space
천문·천체물리

외계행성 발생률 계산, 평균 완전성이 더 신뢰도 높다…역학적 안정성 조건은 편향 유발

외계행성 집단 연구에서 쓰이는 '발생률(occurrence rate)'은 탐지율에 완전성(completeness) 보정을 적용해 계산되는데, 이 완전성은 개별 행성마다 따로 계산하거나 매개변수 공간의 특정 영역에서 평균을 내는 방식이 모두 쓰인다. 연구진은 합성 외계행성계 집합을 만들어 두 방식으로 발생률을 각각 계산한 뒤, 완전한 정보를 가정했을 때의 참값과 비교해 어느 쪽이 더 적합한지 평가했다. 그 결과 평균 완전성이 전반적으로 더 신뢰할 만했으나, 고려 대상인 매개변수 공간 영역 안에서 기저 집단이 급격히 변하는 경우에는 문제가 될 수 있다고 밝혔다. 또한 탐지 한계에 역학적 안정성 조건을 포함하면 발생률에 편향이 생기므로 이를 사용하지 않도록 권고했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

By measuring absorption of light at specific wavelengths, Tunable Laser Spectrometer TLS onboard NASA Curiosity measures concentrations of methane, carbon dioxide and water vapor in Mars atmosphere.
천문·천체물리

저SNR 통과 탐색용 딥러닝 프레임워크 'TransitNet' 제시… 케플러 확인 행성 34개 모두 복원

중간~장주기 지구 크기 행성의 관측 불완전성을 해결하기 위해, 어텐션을 결합한 소형 딥러닝 프레임워크 TransitNet이 제안됐다. 학습에 쓰이지 않은 케플러(Kepler) 관측 대상으로 구성한 벤치마크에서 SNR 6~8 구간 정확도 95.2%를 기록해 TLS·BLS를 앞섰고, ROC-AUC 0.974, PR-AP 0.982를 달성했다. 지구 및 지구 이하 크기 통과 신호를 주입한 복원 실험에서는 복원율 93.0%로 TLS(63.1%)와 BLS(60.0%)를 크게 웃돌았으며, 독립 평가군에서 주입된 통과 현상의 97.4%가 추정된 통과 구간 안에 완전히 포함됐다. 실제 케플러 관측 데이터에 적용했을 때는 선정된 확인 행성 34개를 모두 복원했고 통과 중심시각의 평균 절대오차는 1.24시간이었다. 모델 크기는 약 1.5MB로, CPU 기반 TLS 대비 약 12~25배, CPU 기반 BLS 대비 약 4~5배 빠른 추론 속도를 보였다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Photo by Dunn Camera System Model BH-360: Conditions for Maximum BVI Noise.
천문·천체물리

베이즈 계층적 스태킹으로 항성 질량·반지름 확률 추정… 외계행성 모성 2,400여 개에 적용

외계행성 특성 분석에는 정확한 항성 변수가 필요하지만 대부분의 모성(host star)은 질량·반지름 직접 측정값이 없다는 문제의식에서 출발한 연구다. 연구진은 베이즈 가법 회귀나무(BART), 이중 과정 이분산 희소 가우시안 프로세스, 계층적 베이즈 신경망 등 세 가지 확률 모델을 베이즈 계층적 스태킹(BHS)으로 결합해 측정 불확실성과 입력 변수 간 상관관계를 반영하는 기계학습 프레임워크를 만들었다. 검증용 테스트셋에서 평균 절대 상대 차이(MARD)는 질량 3.5%, 반지름 2.1%로 기존 경험식 기반 방법과 표준 기계학습보다 개선됐고, 케플러 LEGACY 항성 44개에서는 BASTA 추정값과의 MARD가 4.8%로 경험식-BASTA 간 8.5%보다 작았다. 외계행성 모성 약 2,400개에 적용한 결과 질량·반지름 모두 기존 문헌값과 MARD 2.7% 차이를 보였으며, 잔차 분석에서는 저온 왜성에서 과소추정 경향, 주계열 전향점 부근에서 양의 편차가 나타났다. g = GM/R² 내부 정합성 검사에서 BHS 예측의 Δlog g 산포는 문헌값보다 3분의 1 수준으로 낮았다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

행성과학·태양계

행성 내부 광물을 어떻게 압축하느냐가 모든 것을 바꾼다

행성 내부 연구는 행성의 형성과 진화, 생명 거주 가능성을 이해하는 데 필수적이며, 과학자들은 지구를 유사 사례로 삼고 컴퓨터 모델·운석·다른 천체에서 수집한 데이터를 함께 활용한다. 그 결과 마그네슘과 실리콘이 가장 풍부한 행성 구성 원소로 확인됐고, 지구 맨틀 내부와 같은 극한 압력에서는 산화마그네슘(MgO) 결정이 형성된다. 기사는 이 과정이 가스 행성이나 슈퍼지구로 불리는 더 큰 암석형 외계행성처럼 압력·온도 조건이 다른 환경에서는 어떻게 일어나는지 질문을 제기한다.

Universe Today

Tom Barclay, Director of the Kepler/K2 Guest Observer Office at NASA's Ames Research Center, speaks about exoplanets and NASA's next exoplanet mission during Sneak Peek Friday at the USA Science and E
행성과학·태양계

케플러-88 사례로 본 통과시각변화(TTV) 분석용 딥러닝 프레임워크

연구진은 외계행성의 질량·궤도 특성을 알려주는 통과시각변화(TTV)와 통과지속시간변화(TDV) 데이터를 입력으로 받아, 통과하지 않는 동반 행성의 특성을 예측하는 트랜스포머 기반 딥러닝 기법을 제안했다. 기존에는 MCMC로 역문제를 풀었으나, 행성 하나만 통과하는 계처럼 MCMC로 다루기 어려운 문제에 적용할 수 있다는 것이 특징이다. 케플러-88을 바탕으로 안쪽 행성은 고정하고 바깥 행성의 질량·궤도요소를 변화시킨 두 행성계를 100만 건 시뮬레이션으로 학습한 결과, 궤도 장반경과 이심률에서 10% 이하, 행성 질량에서 약 10~30%의 상대오차를 얻었다(항성과 통과 행성의 매개변수는 알려진 것으로 가정). 시험 집합에서는 TTV 반진폭이 약 0.3초에서 약 5분 범위인 계에 대해 상대오차가 수 퍼센트 미만으로 낮았으며, 더 약하거나 강한 TTV 신호나 추가 행성·항성 동반천체를 포함한 계로 확장하는 것은 향후 과제로 남았다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

천문·천체물리

PLATO RV 데이터 챌린지 첫 결과: 지구형 행성 질량 측정의 한계 드러나

PLATO 항성 변광 완화 작업그룹은 향후 PLATO 후속관측에서 시선속도(RV) 반진폭을 얼마나 정밀·정확하게 구할 수 있는지 평가하기 위한 데이터 챌린지를 설계했다. HARPS-N으로 얻은 '항성으로서의 태양' 관측 자료를 바탕으로 신호대잡음비 S/N ~ 450, 노출시간 15분, 총 약 1,000회 관측 조건의 다중행성계 3개를 생성했으며, 이 데이터셋은 공개되어 RV 분석 기법 비교용 벤치마크로 쓸 수 있다. 8개 독립 연구팀이 참가해 통과(transiting) 행성과 비통과 행성의 반진폭 복원을 시도했다. 메타분석 결과, 현재 분석 기법과 HARPS-N 수준의 안정성에서는 태양형 항성의 생명체 거주가능 영역 신호에 대해 반진폭 정밀도 10% 이내를 달성하기 어렵고 보통 질량 약 8~10 지구질량 행성까지로 제한되지만, K형 왜성에서는 약 2~5 지구질량까지 비슷한 정밀도로 특성 규명이 가능할 것으로 예상된다. 연구진은 챌린지 결과와 거짓양성 발생률을 토대로 RV 탐사에 쓸 수 있는 경험적 검출 임계값도 도출했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Artist's Concept of Earth-Like Planets in the Future Universe Caption: This is an artist's impression of innumerable Earth-like planets that have yet to be born over the next trillion years in the evo
행성과학·태양계

거대 충돌이 원시 대기를 벗겨내지 않는다 — 암석 행성 대기 유지 가능성 제시

지구 크기 이상의 암석 행성은 형성 마지막 단계에서 한 번 이상의 거대 충돌(giant impact)을 겪으며, 원시 수소 대기의 운명은 충돌이 내부를 가열하는 효과와 중력 결합을 강화하는 효과 중 어느 쪽이 우세한지에 달려 있다. 연구진은 원반 소멸 이후 발생한 최대 규모 충돌 이후의 진화를 모델링해, 강착된 질량 전체가 중력 결합 에너지 증가에 기여하는 반면 충돌 에너지의 일부만 맨틀 온도를 높인다는 점을 제시했다. 맨틀 용융이 잠열로 에너지를 소모하고 충돌체의 금속 핵은 맨틀에 에너지를 거의 전달하지 않은 채 심부에서 과열 상태로 남기 때문에, 거대 충돌은 맨틀 열에너지보다 중력 결합 에너지를 더 크게 증가시켜 행성을 대기 유지 쪽으로 이동시킨다는 결론이다. 반대로 이런 충돌을 겪지 않은 작은 행성은 지속적인 항성 복사로 원시 대기를 잃는 경향이 있으며, 연구진은 집단 수준에서 서브넵튠이 슈퍼지구보다 평균적으로 더 무거운 암석 내부를 가진다고 시사한다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

행성과학·태양계

중국 CSST 우주망원경 탑재 코로나그래프 CPI-C, 고대비 외계행성 관측 시뮬레이션 프로그램 'CPISM' 공개

연구진은 중국 우주정거장 망원경(CSST)에 탑재되는 저온 행성 영상 코로나그래프(Cool Planet Imaging Coronagraph, CPI-C)를 위한 시뮬레이션 프로그램 CPISM을 소개했다. CPISM은 관측 조건과 장비 효과를 모사해 관측 대상 선정과 관측 전략 최적화를 지원하며, 표적 모델링·영상 시뮬레이션·관측 효과·검출기 반응·데이터 생성 모듈로 구성된 모듈형 설계를 채택해 다양한 항성·행성 모델과 장비 노이즈, 우주선(cosmic ray) 등의 효과를 반영할 수 있다. 밝은 항성을 대상으로 한 검증 시뮬레이션에서 이론적 예측과 잘 일치하는 결과를 얻어 프로그램의 정확성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 이 도구가 데이터 처리와 신호대잡음비 분석, 고대비 측광에 활용되어 CPI-C 미션의 관측 계획 수립과 과학적 성과 향상에 기여할 것으로 전망했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

천문·천체물리

백색왜성 주위 파괴된 행성 잔해에서 새 행성 두 개 형성

태양과 비슷한 별은 수명이 끝나면 핵융합을 멈추고 남은 열만 방출하는 백색왜성이 되며, 그 전에 팽창하면서 가까운 행성들을 삼켜 파괴한다. 천문학자들은 한 백색왜성 주위에서 파괴된 행성의 먼지로 이루어진 잔해 원반을 발견했고, 관측 결과 이 원반 안에서 새로운 행성 두 개가 형성된 것으로 나타났다.

Universe Today

This artist's concept shows what the TRAPPIST-1 planetary system may look like, based on available data about the planets' diameters, masses and distances from the host star, as of February 2018. Thi
행성과학·태양계

"준동기 자전" 외계행성의 빙상 운명 — 물 가둠, 기존 예측보다 덜 심각

M형 왜성을 도는 암석형 외계행성은 보통 동기 자전으로 가정돼 영구 밤면에 물이 빙상으로 갇히는 문제가 거주가능성을 위협한다고 여겨져 왔으나, 조밀한 다중행성계에서는 행성 간 중력 상호작용으로 항성직하점이 수천 년 규모로 칭동하거나 순환할 수 있다. 연구진은 TRAPPIST-1e를 사례로 3차원 전지구 기후모델을 써서 이런 '준(near)동기 자전' 행성의 물 가둠 능력을 처음으로 정량화했으며, 다양한 회합일 길이에서 영구적인 극지 얼음 저장고와 함께 낮이 길수록 저위도 밤면의 일시적 얼음이 더 많이 쌓이고, 낮면에는 액체 상태의 물이 유지될 수 있는 영구 무빙결 지역이 형성된다는 결과를 얻었다. 다만 얼음 축적 시간척도가 자전 상태 변화보다 느릴 수 있어 이 정상상태 분포가 실현되지 않을 가능성도 제기했다. 또한 대기 기온감률과 지각평형 조정 되먹임을 포함한 대기+빙상 결합 수치모델로 동기 자전 행성의 밤면 얼음 축적을 다시 계산한 결과, 얼음-고도 되먹임을 고려하면 예측 축적량이 약 3분의 1로 줄어드는 것으로 나타났다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A team of astronomers has made the first detection ever of an organic molecule in the atmosphere of a Jupiter-sized planet orbiting another star. The breakthrough was made with NASA Hubble Space Teles
천문·천체물리

뜨거운 가스행성 대기의 메탄-일산화탄소 전환 경로, 위치에 따라 달라진다… 1D 퀜치 모델 한계 지적

arXiv에 공개된 연구는 HAT-P-11b, HD 189733b, HD 209458b, WASP-17b 네 개의 뜨거운 가스행성을 대상으로 에어로졸이 없는 태양 조성 GCM 시뮬레이션과 열화학 반응속도론을 결합해, CH4가 CO로 전환되는 경로 10가지가 깊이·경도·행성에 따라 달라진다는 점을 확인했다. 비교적 온도가 낮은 세 행성에서는 단일 경로가 CH4 퀜치를 지배하지만 WASP-17b에서는 두 경로가 경쟁하며, 경로 전환이 항성 직하점 열대 지역의 퀜치 고도를 끌어올려 적도 부근 CH4 고갈을 심화시킨다. Zahnle & Marley 시간규모를 쓴 1D 퀜치 처리는 모든 행성에서 CH4는 압력 기준 2배, CO는 약 4배 이내로 퀜치 고도를 맞혔으나, 존재비를 수직 방향으로 균일하게 고정하는 퀜치 고도 위쪽에서는 실패해 부차적 탄소 운반체의 존재비가 최대 100배(2자릿수)까지 어긋났다. 연구진은 퀜치가 퀜치 고도에서 존재비를 정할 뿐 이후를 고정하지는 않으며, 광화학이 없어도 수송과 전환이 그 존재비를 공간적으로 구조화한다고 결론지었다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Long exposure of the Milky Way galaxy captured in Ephangweni, South Africa, showcasing a star-filled night sky.
천문·천체물리

같은 분자운에서 태어난 쌍성의 원소 함량 차이로 추적한 행성의 다양한 기원과 조성

같은 분자운에서 형성된 넓은 쌍성(co-natal stars)은 원래 동일한 조성을 가져야 하지만, 일부에서 원소 함량 차이가 관측되며 이는 모성(母星)이 행성을 삼킨 결과로 해석된다. 연구진은 기존 쌍성 표본을 분석해 삼켜진 행성의 조성을 추정했는데, 내화성 원소(Fe, Mg, Si)의 함량 차이가 양(+)으로 나타나면서 휘발성 원소(O, C, S)의 차이는 양·0·음 중 하나로 나타났다. 내화성 원소와 휘발성 원소가 함께 증가하는 경우는 한쪽 별이 행성 하나를 삼킨 것만으로 설명되지만, 산소·탄소 차이가 0이거나 음인 경우는 두 별이 각각 물 또는 탄소 알갱이 증발선 안쪽·바깥쪽에서 형성된 행성을 삼켜야 설명된다. 일부 계는 황(S)의 함량 차이가 Fe·Si·Mg보다 수배 낮은데, 이는 행성이 FeS 증발선을 가로질러 이동하며 처음에는 황을 많이 흡수했다가 이후에는 황 없이 다른 내화성 원소만 흡수한 뒤 별에 삼켜진 경우로 설명된다. 연구는 별의 상세 원소 함량에서 유도한 행성 조성이 관측된 차이를 설명할 수 있음을 보여, 외계행성 조성을 가늠하는 단서를 제공하며 형성 위치에 따라 행성 조성이 크게 달라진다는 행성 형성 모델과도 부합한다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Happy woman in astronaut suit with NASA logo standing before a rainbow pride flag.
천문·천체물리

TESS 관측 기반 FGK형 항성 주위 근접 외계행성 통계: 분광형별 차이와 '해왕성 사막' 분석

연구진은 TESS 과학처리운영센터(SPOC)의 전체 관측영역(FFI) 데이터를 이용해 F·G·K형 주계열성 주위를 공전주기 0.5~16일로 도는 반지름 2~20 지구반지름 행성의 발생률을 분석했다. 통합 발생률은 F형 항성 100개당 12.1개, G형 10.2개, K형 13.1개로 1σ 범위에서 서로 일치해, 분광형 의존성은 전역적이지 않고 국소적으로 나타난다고 밝혔다. 통과(트랜싯) 뜨거운 목성형 행성의 비율은 F형 0.30%, G형 0.50%, K형 0.67%로 K형에서 가장 높았으며, K형 항성에 대한 이 측정은 이번이 처음이다. '해왕성 사막'을 발생률 공간에서 직접 모형화한 결과 사막 영역은 더 뜨거운 항성 주위일수록 긴 공전주기까지 확장됐고, 사막 내부 행성은 F형 100개당 0.069개, G형 0.093개, K형 0.150개로 K형 주위가 F형의 약 두 배였다. 6~8 지구반지름 구간에 대한 베이즈 모형 비교에서는 별도의 '해왕성 능선(ridge)'을 가정할 필요가 없는 것으로 나타났다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Tom Barclay, Director of the Kepler/K2 Guest Observer Office at NASA's Ames Research Center, speaks about exoplanets and NASA's next exoplanet mission, the Transiting Exoplanet Survey Satellite, durin
천문·천체물리

TESS 외계행정 후보 검증 파이썬 패키지 'exoVetter' 공개… 케플러 관측 별로 신뢰성 검증

연구진이 고주기 시계열 측광 자료에서 발견된 외계행성 통과(트랜싯) 신호를 평가하는 검증 지표와 시각화를 제공하는 오픈소스 파이썬 패키지 exoVetter를 공개했다. 연구진은 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 임무의 광도 곡선 324,530개를 대상으로 한 BLS(box-least squares) 트랜싯 탐색에 이를 적용했으며, 더 민감한 케플러(Kepler) 망원경으로도 관측된 별로 범위를 한정해 실제 신호 여부를 판별할 기준(ground truth)을 마련했다. 이를 바탕으로 여러 플럭스 기반 검증 지표와 중심 이동(centroid-offset) 검증 지표의 기준값을 제시했다. 또한 TESS-Gaia 광도 곡선의 단주기 신호에 대해서는 어두운 천체(13.5Tmag 초과)로도 밝은 천체(13.5Tmag 미만)와 비슷한 수준의 실제 신호 비율을 갖는 행성 목록을 만들 수 있음을 시사했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Teams inside the Payload Hazardous Servicing Facility at NASA’s Kennedy Space Center in Florida encapsulate the agency’s Nancy Grace Roman Space Telescope within the payload fairing on Friday, Aug. 21
천문·천체물리

라줄리 우주망원경 외계행성 코로나그래프(ESC), 반사광 관측 1차 목표 외계행성 27개 선정

반사광을 이용한 외계행성 대기 직접 관측은 항성으로부터의 거리가 가까운 성숙한 행성계의 조성을 조사할 수 있게 하며, 생명 흔적(바이오시그니처) 탐색까지 가능하게 한다. 최근 에릭·웬디 슈미트 천문대 시스템의 3m급 라줄리 우주망원경(Lazuli Space Telescope)이 발표됐는데, 이 망원경에는 가시광에서 반사광으로 거대 가스 행성을 관측하도록 설계된 외계행성 코로나그래프(ExtraSolar Coronagraph, ESC)가 탑재된다. 연구진은 이 관측의 1차 목표 목록으로 이미 알려진 거대 외계행성 27개를 제시했다. 목표 목록은 기존 직접 촬영으로 다루지 못했던 나이와 온도 범위를 포괄하며, 일부는 낸시 그레이스 로먼(Nancy Grace Roman) 코로나그래프와 ELT-METIS 열적외선 관측 장비로도 관측이 가능해 상호 보완적인 대기 특성 분석이 기대된다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

NASA program planner, Shera McNeil, introduces NASA astronauts Stephen Bowen, Warren Hoburg, and Frank Rubio, and UAE (United Arab Emirates) astronaut Sultan Alneyadi during an employee engagement eve
천문·천체물리

저비용 우주 플랫폼으로 암석형 외계행성 검출 가능성 제시 — TOLIMAN 현황 보고

지구질량 행성을 천체측정(astrometry)으로 찾으려면 극한의 정밀도와 측정 안정성이 필요하지만, 이 방식은 태양 근방의 진정한 '지구 아날로그' 탐색에 가장 유망한 수단으로 평가된다. 과거에는 플래그십급 투자가 필요하다고 여겨졌으나, TOLIMAN과 SHERA 같은 소규모 미션 개념은 목표 항성이 자체 기준점을 제공하는 다중성계만 관측하는 협각(narrow-angle) 천체측정을 활용해 비교적 소박한 우주 플랫폼에서도 원리상 검출이 가능함을 보였다. 다만 이런 TOLIMAN형 구조에 적합한 근거리 항성계는 극소수여서, 논문은 구경 0.5m 미만의 초안정 망원경으로 고립된 단일 항성을 마이크로초각(micro-arcsecond) 수준에서 관측하는 개념을 논의한다. 시뮬레이션에서는 에리다누스자리 엡실론(Epsilon Eridani)과 고래자리 타우(Tau Ceti) 같은 근방 항성계를 수년에 걸친 전용 관측 캠페인으로 암석형 행성에 대해 빠짐없이 탐색할 수 있다는 결과가 제시됐다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

The International Space Station
행성과학·태양계

가까운 궤도 암석형 행성에서 외계 위성 형성은 '병목'에 막힌다 — 거대충돌 시뮬레이션 연구

arXiv에 공개된 연구는 분화된 암석 행성 간 거대충돌을 메시 없는 유한질량(meshless finite-mass) 기법으로 시뮬레이션하며, 공전주기 1~300일 구간에서 항성의 조석력과 코리올리힘을 국소 공회전 좌표계에 포함시켜 고립 상태의 동일 충돌과 비교했다. 그 결과 항성의 섭동이 위성 형성 원반에 심각한 형성 단계 병목을 가하는 것으로 나타났으며, 초단주기 충돌에서는 살아남는 행성 주위 원반이 사실상 없었고 주기 10일 계에서는 질량이 크게 고갈되고 반경 방향으로 절단된 조밀한 원반만 남았다. 가까운 궤도 행성에서 예상되는 높은 충돌 속도는 원반 생성에 치명적이었으나, 역행 충돌은 원반 질량 고갈을 다소 보완할 수 있었다. 연구진은 이러한 결과가 가까운 궤도 암석형 행성 주위의 외계 위성 형성이 억제될 수 있음을 보여주며, 외계 위성 분포에 대한 기존 예상을 수정한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Stunning view of a star-filled night sky featuring the Milky Way galaxy.
행성과학·태양계

실험실 BRDF 측정의 각도 범위 부족, 암석형 외계행성 반사광 해석에 계통 오차 유발

연구진은 행성 유사 물질의 반사율 라이브러리 대부분이 단일 조명·관측 기하에서 측정된 스펙트럼만 제공해, 암석형 외계행성 관측 해석에 내재적 계통 불확실성이 생긴다고 지적했다. 동일한 실험실 반사 스펙트럼을 재현하는 광도 파라미터 조합이 여러 개 존재하면서도 각기 다른 각도별 산란 거동과 원반 적분 관측량을 예측하며, 이 비유일성은 HWO 같은 향후 직접 촬영 미션이 겨냥하는 0.5~1.7μm 구간의 반사광 위상 곡선·기하 알베도·행성-항성 대비비에 큰 불확실성으로 전파된다고 밝혔다. 특히 작은 위상각에서 불확실성이 크고, 등방성 산란 같은 단순화 가정은 추가적인 계통 편향을 낳는다. 반면 블룸스버그대학 고니오미터(Bloomsburg University Goniometer) 데이터셋의 다중 각도 측정을 사용하면 예측 관측량의 불확실성이 크게 줄어들어, 물리적으로 예측력 있는 반사광 모델 구축에는 다중 각도 측정이 필요하다고 결론지었다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

an artist's rendering of a planet in space
천문·천체물리

외계 지구 관측을 위한 꽃잎형 차폐막(Occulter) 형상 최적화 연구

외계행성을 직접 관측하려면 1e-10보다 낮은 극단적 대비비를 극복해야 하는데, 이를 위해 별빛을 가리는 대형 편대비행 광학 장치인 꽃잎형 차폐막의 형상을 최적화해 프레넬 회절을 줄이는 연구가 제시됐다. 원형 차폐막은 중심에 밝은 아라고 점(Arago spot)이 나타나는데, 연구진은 여러 직경의 원형 차폐막을 가중 합산해 회절 복소진폭이 서로 간섭하면서 중심부가 매우 어두워지도록 하는 아포다이즈 차폐막을 구성했다. 먼저 직경을 균일한 선형 간격으로 고정하고 2차 기준(quadratic criterion)을 최소화해 가중치를 구한 뒤, 가중치와 직경을 함께 최적화해 성능을 개선했으며, 최종 아포다이즈 프로파일은 물리적 구현 제약을 고려한 꽃잎형 차폐막 설계에 사용됐다. 연구진은 이렇게 얻은 차단율이 완전히 다른 비모수적 접근법을 쓰는 SISTER의 결과와 대등한 수준이라고 밝혔다.

arXiv astro-ph.IM (관측기기)

Two astronauts planting a seedling in a rocky desert terrain, symbolizing space colonization.
천문·천체물리

NASA 파이오니어 소형위성 '판도라', 외계행성 관측 목표 선정과 초기 과학 성과

NASA 최초의 파이오니어(Pioneers) 미션 중 하나로 선정된 소형위성 판도라(Pandora)는 항성 활동 신호와 외계행성 대기 투과분광 측정 신호를 분리하는 것을 목표로 한다. 가시광 측광과 근적외선(NIR) 분광을 결합해 주요 미션 대상 20개 천체를 각각 10회의 통과(transit) 관측으로, 한 번에 24시간씩 관측한다. 관측 대상은 자전주기와 활동도가 다양한 저질량 항성(K형·M형 왜성) 주변 행성들로, 크기는 지구 반지름의 1.5~15배, 공전주기는 1.7~11.5일 범위에 걸쳐 있다. 주요 미션 외에도 항성 활동과 젊은 항성계, 외계행성의 통과 시각 변화, 갈색왜성 조성, 외계행성 위상곡선 등 보조 관측 대상을 함께 다루며, 연구진은 대상 선정 방식과 초기 과학 결과, 미션 연장 시 가능한 운영·과학 방안을 논의한다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Artist's Impression of Planet in the HD 131399 System Caption This artist's impression shows a view of the triple-star system HD 131399 from the giant planet orbiting in the system. The planet is HD 1
행성과학·태양계

단열지수가 외계행성 반지름 진화와 질량 손실에 미치는 영향

외계행성 크기 진화 모델은 보통 단열지수를 약 1.4로 가정하지만, 이는 10억 년 이상 진화한 행성에 적합한 값이며 열역학적으로 수백만 년 수준의 젊은 행성은 약 1.2에 해당해 내부 질량 분포가 크게 달라진다. 연구진은 단열지수를 1.2에서 1.4까지 변화시키며 시간에 따른 반지름 변화를 정량화했고, 단열지수가 클수록 대기 외피가 더 팽창한 상태에서 출발해 반지름 수축이 빠르고 질량 손실도 가속된다는 결과를 얻었다. 따라서 높은 단열지수를 가정하면 특히 젊은 행성을 다룰 때 질량 손실이 외계행성 집단 분포를 형성하는 효과를 과대평가할 수 있으며, 반지름 관측값의 해석을 위해 진화 모델에서 초기 열적 조건을 더 신중히 고려해야 한다고 지적했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Technician dressed in clean room suits move NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) on a test stand to a clean room tent inside the Payload Hazardous Servicing Facility (PHSF) at the agenc
천문·천체물리

TESS 어두운 별 트랜싯 탐색, ULTRASAT 관측 영역에서 행성 2개 검증·후보 179개 발견

TESS는 그동안 밝은 별 위주로 트랜싯 탐색이 이뤄졌으나, 연구진은 자외선 우주망원경 ULTRASAT의 고주기(high cadence) 관측 영역에서 T_mag=16까지의 어두운 별을 대상으로 트랜싯 탐색을 수행했다. 그 결과 행성 후보 262개를 찾아냈고 이 중 181개는 이번 연구에서 새로 발견된 것이며, 2개는 통계적으로 실제 행성임을 검증했다. 또한 ULTRASAT 신호대잡음비(SNR) 추정을 통해 113개 천체가 ULTRASAT으로 관측 가능하다고 분석했으며, 이는 가시광과 자외선을 함께 활용한 트랜싯 행성 연구로는 최대 규모가 될 전망이다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

a satellite in space
천문·천체물리

장주기 행성 섭동이 만드는 잔해 원반의 미세구조 — 미발견 행성 추정에 활용 가능

arXiv에 공개된 연구는 내측 행성의 장주기(secular) 섭동을 받는 잔해 원반에서 방위각 평균 표면밀도(ASD)가 어떻게 진화하는지 해석적으로 분석하고, 공개 수치 코드 debrispy로 이를 검증했다. 연구진은 ASD에 이심률이 0이 되는 지점의 날카로운 峰과 입자의 근점·원점이 쌓이는 코스틱 지점의 유한한 불연속이 나타나며, 원반이 나이를 먹을수록 이 구조가 바깥쪽으로 이동한다고 밝혔다. 이심률이 큰 행성일수록 ASD 구조가 더 뚜렷해지고, 관측 PSF와 잔해의 무작위 자유이심률이 이를 뭉개지만 고분해능 관측에서는 여전히 검출 가능하다고 설명했다. ASD 峰의 반경 위치가 특정한 규칙을 따르기 때문에, 이런 구조의 검출 여부를 통해 아직 발견되지 않은 섭동 행성의 질량·장반경·이심률을 측정하거나 제한할 수 있다고 제시했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A pathfinder test article of United Launch Alliance’s (ULA) Vulcan Centaur rocket is seen at Space Launch Complex 41 at Cape Canaveral Space Force Station in Florida on Aug. 26, 2021. The pathfinder b
천문·천체물리

비평형 화학 조건에서 C/O 비와 평균분자량의 신뢰도 평가

투과 분광으로 유도되는 외계행성 대기 조성 지표(C/O, O/H, 평균분자량(MMW))의 신뢰도를 뜨거운 목성형과 아해왕성형 행성에 대해 해석적 불확실성 전파, 광화학 VULCAN 전방 모델, 기존 역산 제약 조건을 결합해 평가한 연구다. 분자 함량의 불확실성을 전파하면 C/O와 O/H의 분수 불확실성은 통상 추정된 비율과 비슷한 크기였으나, H2/He가 지배하는 대기에서 MMW의 분수 불확실성은 두 자릿수 이상 작았다. 광화학 반응과 수직 혼합은 개별 분자의 분포를 재배치했지만, 투과 분광이 탐사하는 압력대에서 C/O와 MMW는 거의 변하지 않았다. 연구진은 C/O가 대기 화학과 행성 형성사를 보여주는 중요한 지표이지만 해석에 신중한 불확실성 전파가 필요하고, MMW는 특히 아해왕성 반지름 골짜기를 아우르는 집단 수준 지표로 상대적으로 안정적일 수 있다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

An Infrared View of Saturn Caption In honor of NASA Hubble Space Telescope's eighth anniversary, we have gift wrapped Saturn in vivid colors. Credits Erich Karkoschka (University of Arizona), and NASA
천문·천체물리

거주가능세계관측소(HWO) 대비: 1D CNN으로 진화하는 지구 유사 행성의 반사 스펙트럼 분석

연구진은 거주가능세계관측소(Habitable Worlds Observatory, HWO)가 저분해능 반사광 스펙트럼으로 지구형 외계행성을 특성화할 때 대기 진화가 복원 가능성에 미치는 영향을 평가하기 위해, 시생대·원생대·현대 대기를 가정해 Planetary Spectrum Generator로 생성한 109,945개 스펙트럼으로 합성곱 신경망을 학습시켰다. 그 결과 O2 복원은 원생대 대기에서 약해지고 CH4는 양이 많을 때만 신뢰할 수 있었으며, 자외선 단일 흡수대를 통한 현대 O3 복원은 R²≈0.98로 견고했으나 현대 CH4는 R²=0.32~0.35에 머물렀다. 신경망은 흡수선 위치를 제공받지 않은 상태에서 전체 기여도의 58~71%를 가시광 파장에 할당했고, 자외선은 O3, 근적외선은 CH4·CO2에 결정적이었으며, 약 1.7μm를 넘어서면 복원 기여도가 감소해 이 설정에서 장파장 경계의 실용적 근거가 된다고 밝혔다. 검출 가능성 측면에서는 기준 잡음 조건에서 현대 O2 사례의 83~85%가 3σ 기준을 만족한 반면, 원생대 O2는 잡음을 절반으로 줄여도 50% 미만에 머물고 현대 CH4는 관측 잡음이 0에 가까워져도 모델 불확실성 때문에 3σ에 도달하지 못했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

NASA Astrophysics Division director Paul Hertz, left, Sara Seager, TESS deputy director of science, MIT, George Ricker, TESS principal investigator, MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Rese
천문·천체물리

단일 통과(single-transit) 외계행성 신호 변수 추정 신경망, TESS에서 새 후보 169개 발견

연구진은 단 한 번만 관측된 외계행성 통과(single-transit) 신호에서 통과 깊이·지속시간·중앙 통과 시각과 보정된 불확실성을 직접 예측하는 합성곱 신경망(CNN)을 제시했다. 합성 광도곡선으로 학습한 이 신경망은 확인된 외계행성 120개를 대상으로 사다리꼴 최소제곱 기준 방법과 비교했을 때 중앙값 오차는 비슷했지만, 통과 위치 탐지 실패율이 기준 방법 10%에 비해 1%로 낮고 평균 절대 오차도 더 작았으며 디트렌딩이나 항성 사전정보(stellar prior)를 필요로 하지 않았다. 연구진은 이 방법을 TESS 섹터 27~60 데이터에 적용해 새로운 통과 후보 169개를 찾아내고 이들의 물리량을 추정한 카탈로그를 작성했으며, 여기에는 단일 통과·다중 통과·다중 행성계가 포함된다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

NASA Astrophysics Division director Paul Hertz, left, Sara Seager, TESS deputy director of science, MIT, George Ricker, TESS principal investigator, MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Rese
천문·천체물리

TESS가 관측한 M왜성 쌍성계 주변 '쌍성 주위 행성' 발생률 첫 산출

연구팀은 TESS 데이터에서 통과(transit) 방식으로 검출되는 쌍성 주위 행성(CBP)의 발생률을 처음으로 산출했다. 최근 공개된 두 개의 M왜성으로 구성된 TESS 식쌍성 표본에 단일 통과 검출 알고리즘을 적용한 결과, 새로운 행성 크기 천체 후보로 볼 수 있는 신호는 단 1건만 나왔다. 민감도 분석과 TESS 관측 윈도 함수 보정을 거쳐, 반지름 2~16 지구반지름이고 공전주기 600일 이하인 공면 CBP의 발생률 상한값을 95% 신뢰수준에서 33.0%로 제시했다. 만약 CBP의 상호 궤도경사가 쌍성에 대해 등방적으로 분포한다면 이 상한값은 40.2%로 올라간다. 연구팀은 단주기 쌍성이 시선 방향에 대해 어긋나 있는 점이 발생률 추정의 한계 요인이라고 설명했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

The sun sets on Sunday, June 21, 2026, at the Payload Hazardous Servicing Facility at the agency’s Kennedy Space Center in Florida before the arrival of NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope to und
천문·천체물리

외계행성 고리, 직접촬영으로 검출 가능할까 — 반사광 위상곡선 모델 제시

태양계 거대행성에는 고리가 흔하지만 외계행성 주위의 고리는 아직 관측으로 확인된 적이 없다. 연구진은 행성-고리 상호 그림자를 계산하는 광선 투사 기법과 카시니(Cassini)의 토성 고리 관측 기반 반사 스펙트럼을 결합해, 고리를 가진 목성형 행성의 반사광 위상곡선을 예측하는 하이브리드 모델을 제시했다. 토성 A·B·C 고리의 1~10배 반경에 해당하는 불투명한 얼음 고리를 다양한 궤도 경사와 고리 경사각 조건에서 모의한 결과, 토성급 고리는 가시광 최대 플럭스를 3.1배 높였고 더 확장된 고리는 그 이상의 대비 증가를 보였다. 다만 특정 기하 조건에서는 고리가 오히려 전체 밝기를 고리 없는 행성보다 낮출 수 있어, 연구진은 다중 밴드 관측을 보완적 진단 수단으로 제안했다. 연구진은 이 모델을 웁실론 안드로메다에 d(υ Andromedae d)에 적용해 낸시 그레이스 로먼 우주망원경(Nancy Grace Roman Space Telescope) 코로나그래프로의 검출 가능성을 논의하며, 고리를 고려하지 않으면 직접촬영에서 추정한 행성 특성이 왜곡될 수 있다고 지적했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Sen. John Glenn, left, and NASA Administrator Charles Bolden speak to guest at NASA's Future Forum at Ohio State University on Monday, Feb. 20, 2012, in Columbus, Ohio. Today marks the 50th anniversa
천문·천체물리

외계행성 탐색, 발견 없는 결과도 성과다 — 쌍성 70 Oph AB에서 목성급 행성 배제

천문학자들이 수십 년간의 기록 데이터와 새로운 시선속도(radial velocity) 측정을 활용해 가까운 쌍성 70 Oph AB 주변에서 외계행성을 탐색했으나 아무것도 발견하지 못했다. 다만 이번 연구는 특정 거리에 있는 목성 질량급의 대형 행성만을 배제한 것으로, 지구 크기의 행성은 여전히 존재할 수 있으며 정밀한 관측 결과는 더 강력한 망원경을 이용한 후속 탐색의 토대가 된다.

Universe Today

K2-33b, shown in this illustration, is one of the youngest exoplanets detected to date using NASA Kepler Space Telescope. It makes a complete orbit around its star in about five days. These two char
천문·천체물리

"위장한 단일 행성": 케플러의 낮은 SNR 단일 통과 천체는 덜 탐지된 다중 행성계

NASA 케플러(Kepler) 미션은 통과 행성이 하나인 '단일계'를 다중 행성계보다 예상보다 많이 발견했고, 단일계에서 낮은 신호대잡음비(SNR) 탐지가 과도하게 나타나는 점도 수수께끼로 남아 있었다. 연구진은 ExoMOD 종족 합성 모델과 케플러 DR25 목록을 이용해, 단일계와 같은 모집단에서 나온 다중계는 평균 공전주기가 더 짧아 결과적으로 평균 SNR이 더 높다는 것을 보였다. 한 천체계에서 여러 행성을 탐지하려면 조밀한 구조가 유리하기 때문에, 주기가 길고 SNR이 낮은 탐지는 단일계로 분류되는 경향이 있으며 이들 대부분은 다른 행성이 탐지되지 않은 실제 다중 행성계라는 설명이다. 따라서 단일계의 낮은 SNR 과잉은 거짓 양성이나 '케플러 이분법'을 필요로 하지 않고, 통과 탐지의 기하학적 조건과 주기 민감도만으로 설명된다고 저자들은 결론지었다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Planetary Volumes Jupiter
행성과학·태양계

WALTzER: 외계행성 대기 관측용 ESA F3 미션 후보 — NUV·가시광·근적외 동시 관측

WALTzER(Wide-band Atmospheric Laboratory for Transiting Exoplanet Research)는 통과(transit) 외계행성을 대상으로 저분해능 분광과 고정밀 측광을 동시에 수행하도록 설계된 유럽우주국(ESA) F3 미션 후보다. 근자외선(NUV, 240~325nm)과 가시광(VIS, 450~820nm)은 두 대의 중분해능 분광기로, 근적외선(NIR, 900~1700nm)은 광대역 측광기로 동시에 관측한다. 탑재체는 35cm 카세그레인 망원경이 NUV·VIS·NIR 세 채널을 함께 정렬해 공통 광학계를 공유하는 구조로, 기기 계통오차를 최소화하고 관측 효율을 높인다. 연구팀은 이 광대역 동시 관측으로 가스가 풍부한 외계행성 30개 이상의 대기를 검출·특성화할 수 있으며, 태양계 및 은하 천체물리 연구에도 활용 가능한 데이터를 제공한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Beautiful image of Earth and Moon from space highlighting planetary beauty.
천문·천체물리

진화된 별과 행성계의 상호작용: 차세대 ALMA(ALMA2040) 백서 발표

arXiv에 공개된 백서는 별이 진화하는 과정에서 행성과 동반성이 어떻게 살아남거나 파괴되는지를 이해하는 것이 행성계의 장기적 미래와 은하 화학진화 기여도를 예측하는 데 핵심이라고 설명한다. 저자들은 차세대 ALMA(ALMA2040)가 진화된 별을 가진 수백 개 시스템에서 강착 중인 동반천체와 행성 삼킴(engulfment) 흔적을 검출·특성화함으로써 이 분야의 이해를 크게 바꿔놓을 것이라고 전망한다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Silhouette of palm trees against a starry night sky featuring the Milky Way galaxy.
천문·천체물리

"행성계는 두 갈래로 나뉜다" — 300개 행성계 분석, 중심별이 운명 결정

국제우주과학연구소(ISSI) 연구진은 2026년 10월 13일(현지시각) 우리은하에서 가장 잘 특성이 규명된 행성계 300개를 분석한 결과, 행성계가 중심별에 따라 두 가지 '가족'으로 나뉜다고 발표했다. 태양과 질량이 같거나 작고 중원소 함량이 비슷하거나 낮은 별 주위에는 질량이 작고 서로 닮은 행성들이 촘촘히 모인 compact 행성계가 형성되며, 역동적 역사도 비교적 온순해 태양계와 가깝다. 반면 태양보다 무겁고 중원소가 풍부한 별 주위에는 행성 수는 적지만 더 무거운 행성들이 넓고 다양한 궤도에 분포하며, 충돌과 방출 같은 격렬한 상호작용을 겪는다. 공동저자인 이탈리아 국립천체물리학연구소(INAF)의 다나에 폴리크로니는 "넓고 무거운 행성계의 역학적 특성을 가장 잘 재현하는 시나리오는 이 행성계들이 태어날 때부터 불안정했던 경우"라며, 물질이 풍부해 행성이 너무 크게 태어나면서 계가 안정을 유지하지 못한다고 설명했다. 연구는 같은 날 피어리뷰 학술지 Nature Astronomy에 게재됐으며, 연구진은 어떤 별이 어떤 행성계를 만드는지 이해하면 생명이 존재할 수 있는 행성 탐색에 도움이 될 것으로 기대했다.

EarthSky

Exoplanet LTT 1445Ac (Artist's Concept) Caption: This is an artist's concept of the nearby exoplanet LTT 1445Ac, which is the size of Earth. The planet orbits a red dwarf star. Credits: Artwork - NASA
행성과학·태양계

젊은 서브넵튠에서 수소-규산염 혼화성이 얼마나 흔한가 — 검증 방법 제시

수소와 규산염이 섞이는 혼화성(miscibility)은 서브넵튠의 내부 구조와 열적 진화를 크게 바꿀 수 있는데, 연구진은 이 효과와 항성에 의한 대기 탈출의 상호작용을 함께 분석했다. 초기 약 1억 년(~100 Myr) 동안 서브넵튠은 수소 대부분을 혼화성 내부에 저장해 탈출로부터 보호하며, 대기 상층에서 수소가 빠져나가면 내부에서 수소가 다시 방출돼 외피 질량을 보충하고 행성의 수축을 지연시킨다고 밝혔다. 연구진은 집단 수준의 베이즈 계층 추론 모델을 구성해 완전 혼화성 모델과 비혼화성 모델을 구분하려면 반지름·질량·나이(10억 년 이하)가 측정된 젊은 서브넵튠이 약 100~200개 관측돼야 한다고 예측했으며, 이 요구 표본 수는 측정 정밀도가 개선되면 줄어든다. 또한 분석에 관측 완전도 보정을 포함하면 행성의 초기 조건 분포를 신뢰성 있게 추정할 수 있다고 덧붙였다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Artist's Concept of Exoplanet Orbiting Fomalhaut Caption This illustration shows the newly discovered planet, Fomalhaut b, orbiting its sun, Fomalhaut. A structure comprised mostly of brown and gold c
천문·천체물리

자외선 코로나그래프 설계 요구조건 연구, 지구형 외계행성 오존(O₃) 검출 조건 제시

원시생대(Proterozoic) 지구형 외계행성의 생명징후를 탐지하기 위해 근자외선(NUV) 영역 오존(O₃) 검출에 필요한 장비 성능 요구조건을 광화학-기후 모델링과 대기 복원 시뮬레이션으로 정량화한 연구가 arXiv에 공개됐다. 연구진은 산소(O₂)가 현재 대기 수준의 0.1%에 불과한 경우에도 0.366μm에서 신호대잡음비 10, 각 15% 폭의 인접 측광 밴드패스 3개와 0.26μm 부근의 단파장 차단을 적용하면 O₃ 존재량을 1σ 신뢰도에서 한 자릿수 이내로 제한할 수 있다고 밝혔다. 또한 거짓 양성 요인으로 꼽히는 이산화황(SO₂)은 수증기가 충분한 거주가능 환경에서 축적되기 어려우며, 원시생대 수준의 O₃에 맞먹는 양에 도달하려면 현재 지구보다 최소 100배 이상의 화산 가스 방출률이 필요하다고 분석했다. 연구진은 이러한 결과가 거주가능세계천문대(HWO)에 자외선 최적화 광학계와 검출기를 탑재해야 할 근거가 된다고 주장했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

This visualization provides a three-dimensional perspective on Hubble's 25th anniversary image of the nebula Gum 29 with the star cluster Westerlund 2 at its core. The flight traverses the foreground
천문·천체물리

태양에서 가장 가까운 별 프록시마 센타우리, 4.2광년 거리의 적색왜성

프록시마 센타우리는 태양에서 4.2광년 떨어진 가장 가까운 별로, 알파 센타우리(Alpha Centauri) 3중성계의 일원이다. 질량이 태양의 약 8분의 1에 불과한 적색왜성으로 표면온도는 3,100켈빈(태양은 5,778켈빈)이며, 가시광 광도는 태양의 0.0056%에 그쳐 약 +11등급으로 맨눈으로는 보이지 않는다. 이 별에는 프록시마 b·c·d 세 개의 행성이 확인됐는데, 2016년 유럽남천천문대(ESO)가 발표한 프록시마 b는 지구 질량의 최소 1.3배로 공전주기가 약 11.2일이고, 2022년 발표된 프록시마 d는 지구 질량의 4분의 1 수준으로 2025년 ESO의 NIRPS로 확인됐다. 2021년 4월에는 태양 플레어보다 100배 강력한 기록적 플레어가 관측돼, 행성들의 생명 거주 가능성에 대한 논쟁이 이어지고 있다.

EarthSky

Hot Jupiter illustration of WASP-79b Caption: This is an artist's illustration of the super-hot exoplanet WASP-79b, located 780 light-years away. The planet orbits precariously close to a star that is
행성과학·태양계

가스 원반 속 거대행성 쌍의 궤도 진화 III: 동시 가스 강착과 최종 질량비

외계행성 관측에서 거대행성 쌍(30 지구질량 이상)의 질량비는 대체로 1 근처에 모여 있지만, 궤도 간격에 따라 달라지는 경향이 나타난다. 연구진은 초기 질량 15~30 지구질량의 거대행성 핵 두 개에 대해 가스 강착과 궤도 이동을 결합한 2차원 유체역학 시뮬레이션을 수행하고, 원반 점성·표면밀도 기울기·초기 질량비의 영향을 살펴봤다. 수렴 이동으로 두 행성이 공통의 간극(gap)을 형성하면 가스 흐름이 재구성되어 비대칭 강착이 일어나는데, 내측 행성은 가스 공급이 억제되는 반면 외측 행성은 간극 외곽의 고밀도 영역에서 계속 강착한다는 결과를 얻었다. 그 결과 시스템은 질량비 수렴으로 향하고, 많은 경우 초기 핵 질량의 위계가 역전됐다. 또한 초기에 내측 핵이 더 무거우면 궤도가 발산하는 경향이, 표면밀도 기울기가 급하거나 외측 핵이 더 무거우면 수렴 이동과 공명 포획이 일어나는 경향이 확인됐다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Lake Mackay is the largest of hundreds of ephemeral lakes scattered throughout Western Australia and the Northern Territory, and is the second largest lake in Australia. The darker areas indicate some
천문·천체물리

중적외선 수증기 시상: VLTI 관측 데이터로 본 ELT/METIS 고대비 영상화의 과제

암석형 외계행성의 직접 영상화에서 중적외선은 행성-항성 대비가 상대적으로 완만해 유리하지만, 대기 수증기(WV)의 시공간적 변동이 짧은 파장용 적응광학으로는 포착되기 어려운 색수차성 파면 오차를 유발한다. 연구진은 VLTI의 GRAVITY 장비가 취득한 K-밴드 프린지 트래커 데이터에서 군지연과 위상지연 측정값의 광경로차를 구해, 망원경 상공의 차분 수증기 주상밀도를 직접 측정했다. 여러 VLTI 배열 구성에서 가강수량(PWV)·대기질량·시상·풍속과의 의존성을 분석한 결과 PWV가 가장 강한 상관을 보였으며, 파워스펙트럼밀도 분석으로 PWV 증가가 수증기 변동성을 어떻게 바꾸는지 정량화했다. ELT 규모에서 이 현상에 따른 파면 오차는 K-밴드 대비 L-밴드에서 약 15nm RMS, N-밴드에서 약 175nm RMS로 추정됐다. 이는 N-밴드(8~13μm)에서 암석형 행성의 열복사를 검출하려는 METIS 등 차세대 중적외선 고대비 영상화 장비의 수증기 영향 평가와 완화를 위한 정량적 기준을 제시한다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

This artist rendition depicts a concept for a Mars orbiter that would scrutinize the martian atmosphere for chemical traces of life or environments supportive of life that might be present anywhere on
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진화하는 오존층 시뮬레이션: 1D·3D 모델 간 차이가 외계행성 생명 탐사에 미치는 영향

지구 대기는 40억 년에 걸쳐 분자산소(O₂)가 없는 조성에서 현재 부피 기준 21%를 차지하는 조성으로 변해왔고, 높은 O₂ 농도에서 형성된 오존(O₃)층은 생물학적으로 유해한 자외선을 일부 차단한다. 연구진은 오픈소스 1차원(1D) 광화학 모델 4종과 3차원(3D) 화학-기후 모델로 지구 대기의 O₃를 시뮬레이션해, O₂ 광분해 처리 방식, 화학 반응망, H₂O 미세물리, 3D 수송 등의 요인으로 1D 모델과 3D 모델의 오존층 두께가 명확히 갈린다는 점을 확인했다. 1D 모델은 관측되지 않은 기후 상태에 대해 편향을 만들며, 이 편향이 생물학적 자외선 손상과 표면 거주가능성 계산으로 전파될 수 있다고 지적했다. 특정 외계행성 대기에 적용할 경우 이러한 불일치는 더 커져, 거주가능·생명 존재 외계행성을 탐색할 차세대 망원경인 HWO와 LIFE의 관측 예측까지 영향을 미친다고 설명했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Astronaut in space suit sits on rocky desert terrain, evoking alien exploration.
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미분 가능 광학 시뮬레이션 dLux II: 피셔 정보 최대화 기반 광학 설계

회절한계에서 작동하는 천문 관측기기 설계를 위해, 자동미분을 결합한 광학 시뮬레이션 프레임워크 dLux가 제시됐다. 순방향 모델을 통해 기울기와 고차 미분을 직접 계산할 수 있어, 수치적으로 안정적인 2차 이상 미분으로 피셔 정보와 공분산 예측을 구하고 베이지안 실험 설계를 효율적으로 수행한다. 연구진은 해석적 결과와 비교해 방법론을 검증한 뒤, 매개변수화된 망원경 모델과 외계행성 탐사 미션에 적용 가능한 회절 동공(diffractive pupil) 설계의 측성 정밀도 최적화에 적용했으며, 재현성을 위해 예제 구현을 깃허브에 오픈소스로 공개했다.

arXiv astro-ph.IM (관측기기)

The TRAPPIST-1 system contains a total of seven planets, all around the size of Earth. Three of them -- TRAPPIST-1e, f and g -- dwell in their star's so-called "habitable zone." The habitable zone, o
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자외선 반사광 분광으로 지구형 행성 오존 탐지: 스타셰이드 관측 시뮬레이션 연구

직접 촬영 미션에서 지구형 행성 대기를 특성화하는 데 자외선(UV) 영역이 특히 유용하다는 분석이 제시됐다. 0.25μm의 하틀리-허긴스 오존 흡수대는 낮은 분광 분해능에서도 현재 대기 수준(PAL)의 0.1% O₂까지 검출 가능해, 가시광·근적외선 O₂ 특징을 쓸 수 없는 원생대형 대기에서도 산소 관련 화학의 지표가 된다. 연구진은 관측 시뮬레이션·후처리·베이지안 분광 추정을 통합한 프레임워크를 행성 위상각, 궤도 경사각, 외계 황도광 먼지 밀도를 달리한 108개 시뮬레이션 장면에 적용했다. 그 결과 R=7의 UV 전용 반사광 분광으로 오존을 안정적으로 검출하려면 광도 신호대잡음비(SNR)가 약 30 필요하며, 거주가능세계관측소(Habitable Worlds Observatory)의 UV 스타셰이드 관측은 10파섹 거리의 태양형 항성계에서 경사각 60도 이하·위상각 90도 이하의 유리한 조건일 때 3일 적분으로 이 기준을 달성한다고 밝혔다. 이 SNR 이상에서는 외계 황도광 보정 오차가 약 30% 이내라면 검출이 견고하게 유지되고, 추정된 오존 함량의 중앙값도 실제값과 한 자릿수 이내로 일치했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

CNN's Rachel Crane at the Space Vehicle Mockup Facility at NASA's Johnson Space Center in Houston on June 23, 2015. Part of Batch image transfer from Flickr.
천문·천체물리

원-클래스 SVM으로 외계행성 트랜짓 탐지 최적화: CNN보다 최대 84배 빠른 학습

arXiv에 공개된 연구는 외계행성 탐지에 주로 쓰이는 합성곱 신경망(CNN) 대신 원-클래스 서포트 벡터 머신(One-Class SVM)을 적용한 결과를 제시했다. 정확도는 CNN보다 약 5% 낮지만, 동일 하드웨어·동일 데이터셋에서 학습은 최대 84배, 예측은 3배 이상 빨랐다. 또한 GPU 없이 일반 하드웨어에서도 원활히 구동되므로, 시간과 연산 자원이 제한된 환경에서 트랜짓 탐지 작업의 효율을 높일 수 있다고 연구진은 설명했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Artist's Illustration of Exoplanet HD 106906 b Caption: The 11-Jupiter-mass exoplanet called HD 106906 b, shown in this artist's illustration, occupies an unlikely orbit around a double star 336 light
행성과학·태양계

"메가지구"는 항성 활동이 만든 허상일 가능성

경험적 관계식과 행성 형성 시뮬레이션은 암석형 행성의 질량 상한을 약 10 지구질량으로 제시하며, 이를 넘는 핵은 거의 확실히 폭주 가스 강착을 겪는다. 그런데도 이 한계를 넘어 지구형 암석 조성에 부합하는 밀도를 보이는 소수의 행성들이 "메가지구(Mega-Earths)"로 불려 왔다. 연구진은 문헌에 보고된 초대질량 암석 행성들이 모두 logR'_HK > -4.75인 활동성 항성을 돈다는 점에 주목해, 이것이 우연일 확률은 1% 미만이며 메가지구가 활동성 항성 주위에서 우선적으로 형성될 천체물리학적 이유도 없다고 밝혔다. 이에 따라 메가지구는 항성 활동에 의한 허상이라고 결론짓고, 활동성 항성을 도는 암석 행성의 질량 측정에 가우시안 프로세스를 쓰는 방식의 신뢰성에 의문을 제기했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

This composite image shows a hot spot in Jupiter's atmosphere. In the image on the left, taken on Nov. 8, 2020, by NASA's Infrared Telescope Facility (IRTF) on the island of Hawaii, the hot spot appea
행성과학·태양계

따뜻한 목성형 행성의 많은 중원소 함량은 어디서 왔나 — 페블 드리프트·증발 시나리오 연구

행성 내부 구조 모델에 따르면 따뜻한 목성형 행성(warm Jupiter)은 행성 질량의 최대 30~40%에 이르는 많은 중원소 질량을 지닌 것으로 나타났다. 연구진은 chemcomp 코드를 이용해 서로 다른 질량의 항성과 서로 다른 크기의 원반에서 페블 및 가스 강착을 통한 행성의 이동과 성장을 모델링했다. 그 결과 안쪽으로 흘러드는 페블이 증발하며 원반 내부를 증기로 농축시키는 '페블 드리프트·증발' 과정이 거대행성의 다양한 중원소 함량을 설명할 수 있고, 특히 물 얼음선 안쪽에서 형성되거나 그곳으로 이동한 행성이 증기로 농축된 가스를 강착해 더 많은 중원소를 얻는다고 밝혔다. 또한 원반 크기가 큰 항성 주변의 행성과 금속이 풍부한 항성의 내부 원반에서 형성된 행성이 더 많이 농축되는 반면, 외곽 원반에서 형성된 행성은 원반 금속함량과 무관하게 농축 정도가 훨씬 낮았다. 연구진은 행성 질량이 클수록 총 중원소 질량이 증가하는 경향이 원반 크기 차이와 내·외곽이라는 서로 다른 기원이 결합된 결과라고 제안했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Astronomers using NASA’s Hubble Space Telescope have discovered an immense cloud of hydrogen dubbed “The Behemoth” bleeding from a planet orbiting a nearby star. The enormous, comet-like feature is ab
행성과학·태양계

ESA 플라톤(PLATO) 미션, 첫 장기관측 영역 LOPS2 관측 대상 목록 tPIC 첫 공개

지구형 행성을 태양형 항성의 생명가능지대에서 찾는 ESA 플라톤(PLATO) 미션이 첫 장기관측 영역인 남쪽 LOPS2에서 관측할 대상 목록 'tPIC(tPIC2.2)'을 처음 공개했다. 가이아(Gaia) DR3의 측성·측광 데이터와 국부 성간물질의 3차원 지도를 활용해 선정했으며, 목록에는 FGK형 왜성·준거성 202,315개, M형 왜성 15,037개, 이미 알려진 행성 보유 항성 789개를 포함해 총 217,741개의 항성이 담겼다. 표본의 중간 거리는 FGK형 항성이 512pc, M형 왜성이 133pc이다. 연구팀은 거의 모든 대상의 성간 적색화를 추정하고 측성·측광 관측량에서 유효온도·반지름·질량 등 기본 항성 변수를 균일하게 도출하는 알고리즘을 개발했으며, 이 목록이 플라톤 미션의 과학 요구사항을 모두 충족한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Breathtaking view of the Milky Way galaxy under a clear starry night sky.
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중력 마이크로렌징: 눈선 바깥 넓은 궤도 행성을 찾는 독자적 검출 기법 리뷰

arXiv에 공개된 리뷰 논문(arXiv:2610.11637v1)은 중심별이나 행성의 빛에 의존하지 않고, 행성의 중력장이 멀리 있는 광원의 빛을 교란하는 현상을 이용해 행성을 찾아내는 중력 마이크로렌징 기법을 정리했다. 저자들은 이 방법이 다양한 유형의 중심별 주변에서 눈선(snow line) 부근과 그 바깥쪽에 있는 여러 질량대의 넓은 궤도 행성을 검출할 수 있어, 가까운 궤도나 질량이 큰 행성에 더 민감한 다른 검출 기법을 보완한다고 설명한다. 또한 마이크로렌징 광도곡선이나 추가적인 고각분해능 관측에서 질량·거리 같은 물리량을 끌어내는 방법을 다루며, 눈선 바깥 넓은 궤도 행성에 제약을 둘 수 있다는 점에서 외계행성 통계 연구에 필수적이라고 평가한다. 논문은 행성 형성 과정과 태양계의 형성 과정을 밝히는 데 이 영역의 연구가 도움이 된다고 보고, 마지막으로 광도곡선을 모델링해 중심별과 행성의 물리적 변수를 정확히 구하는 예시를 제시한다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

At Vandenberg Air Force Base in California, the gantry rolls back at Space Launch Complex 3 in preparation for the liftoff of NASA's Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat
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금속함량은 태양형 항성 입상조직에 대한 스펙트럼선별 민감도 순서를 바꾸지 않는다

항성 표면의 입상조직(granulation)은 스펙트럼선마다 파장 이동과 선형 변화를 일으켜 외계행성 탐사에 쓰이는 시선속도(RV) 측정 정밀도를 제한한다. 연구진은 소규모 다이나모를 포함한 MURaM 3차원 자기유체역학 시뮬레이션으로 금속함량 M/H = -1.0, -0.5, 0.0, 0.3, 0.5인 경우를 계산하고, MPS-ATLAS 코드로 국소열역학평형(LTE)을 가정해 중성·이온화 스펙트럼선의 스펙트럼을 합성했다. 선 무게중심 파장과 등가폭의 연속복사강도 가중 표준편차($\sigma_\lambda$, $\sigma_W$)로 민감도를 측정한 결과, 두 지표 모두 원반 중심에서 금속함량이 높아질수록 체계적으로 증가했는데 이는 더 활발한 대류와 금속함량에 따른 선 불투명도 변화가 함께 작용한 결과다. 한편 태양값(M/H = 0.0)과 비태양 금속함량 사이의 민감도 상관관계는 원반 중심에서 항성 주변부까지 높게 유지되어, 스펙트럼선 민감도의 상대적 순서가 시선 각도와 금속함량 변화에 영향을 받지 않음을 보여준다. 따라서 태양 스펙트럼으로 보정한 선 마스크(line mask)는 유효온도와 표면중력이 태양과 같다면 비태양 금속함량 항성의 시선속도 측정에도 신뢰성 있게 적용할 수 있다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)