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Week 3: Querying data using SQL
제3주차: 스퀠(SQL)을 이용한 자료 조회
- How to use databases to analyse your data
획득한 자료를 분석하기 위해 데이터베이스 활용하는 법
- Investigating exoplanets in other solar systems
다른 태양계의 외계행성 탐사
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Lesson 1. Organizing your data / 한글자막
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2강: 외계 행성을 찾아서
[참조] NASA Exoplanet 101,
[강의대본]
[00:02] 외계행성, 다른 별의 주위를 공전하는 행성이다. 외계행성(exoplanet)은 최근 천문학계에서 아주 뜨거운 주제가 됐다.
[00:08] 외계행성에 관한 과학적 연구는 1990년대로 거슬러 올라가지만 코롯 CoRoT, 케플러 Kepler 같은 우주망원경 덕에 이분야의 연구가 가속화 됐다.
[00:17] 90년대로 거슬러 가보면 연평균 한두개 정도 발견되던 것이 지금은 특히 케플러 망원경 덕에 매년 백여개의 행성이 새롭게 확인되고 있고 천여개의 후보군이 발견된다. 케플러 망원경이 많이 발견해 내기도 했지만 외계행성에 대한 우리의 지식 또한 변해온 탓이다.
[00:34] 행성을 감지해내는 몇가지 방법들이 있다. 초창기에 발견되던 외계행성은 주로 매우 큰(무거운) 것들이 주를 이뤘다. 대부분 목성 크기의 행성이었고 해왕성(Neptune)보다 가벼운 경우는 15%에 불과 했다.
[00:49] 그런데 케플러 망원경이 등장하자 대부분 행성들이 실제로는 아주 작다는 것이 밝혀졌다. 실제로, 해왕성보다 큰 행성은 15% 미만이었다. 그리고 지구만한 크기의 행성이 우리가 생각 했던 것보다 많았다.
[01:00] 대부분 흔한 행성은 모두 초지구(Super-Earths) 혹은 소해왕성(Mini-Neptunes)이라고 부를 만 하다. 우리의 태양계에 이와 직접 견줄 행성이 없어서 실제로 어떤 모습을 하고 있는지 알 수 없다. 그 행성들은 바위 투성이 일 수도 있고 표면 전체가 깊은 물로 뒤덮혀 있을지 알 수 없다. 케플러 망원경이 만들어 놓은 거대한 분량의 자료에서 지금도 외계행성을 추정하기 위한 연구가 계속되고 있다. 한가지 분명한 사실은 목성이나 토성처럼 거대한 가스 행성은 아주 드믈다. 회고해 보면 초기에 발견한 외계행성이 주로 거대한 목성 크기 였던 이유가 아마 발견하기 수월했기 때문이다.
[01:41] 하지만 케플러 망원경은 발견하기 어려운 행성을 특정하기 위해 만들어 졌고 특히 우리 은하내에 지구와 비슷한 행성의 수를 헤아리기 위해 설계되었다. 매우 우수한 감도를 가지고 있어서 아주 흥미로운 행성계를 발견 하기도 했는데, 여섯개의 행성을 가진 케플러 11, 다섯개의 행성을 보유한 케플러 186등으로 행성의 크기는 지구와 비슷하거나 절반 만 했다. 그중 하나가 매우 흥미로운데 케플러 186F로 이제껏 찾은 중에 지구와 매우 흡사하다.
[02:12] 케플러 망원경은 '통과(transit)'방법으로 행성을 찾는다. 행성이 별 앞을 지날 때 빛이 약간 차단된다. 망원경은 이 잠깐 동안 밝기가 줄어드는 것을 감지한다. 하지만 행성의 공전 궤도가 망원경의 시선과 일치하는 경우에 만 이 방법이 통한다.
[02:26] 우주에서 행성 궤도의 축이 갖는 각도는 매우 무작위 이기 때문에 '통과' 방법으로 관측 될 만한 공전축을 가질 확률은 0.5%가량에 불과하다. 따라서 많은 행성을 발견하고 싶으면 많은 별을 관측해야 한다.
[02:44] 케플러 망원경의 시야각 내에 약 오십만개 이상의 별이 들어오고 그중 십오만개의 별이 관측대상으로 선정된다. 그리고 케플러는 이 별들을 동시에 관측한다. (한 시야각에 들어온 모든별을 보고있다. 행성이 통과할 때 변화하는 빛의 양을 관측하는 것이므로 일년간 같은 방향을 보고 있다)
[02:56] 외계행성이 발견되면 통과한다는 그 사실만으로 그 행성의 특징을 잡아낸다. 특히 통과할 때 변하는 빛의 변화하는 깊이(변화량)으로 별과 행성의 크기비를 알 수 있다.
* 빛을 내지 않는 멀리 떨어진 행성을 직접 관측할 수 없다. 별(항성)에 대해 더 많은 정보를 가지면 그에 딸린 행성도 자세히 알 수 있다.
[03:29] 이 문제를 해결하기 위해 케플러는 망원경의 시야각 내에 있는 수십만개의 별들의 정보를 수록한 목록을 활용한다. 활용하는 항목 특성의 하나로 별의 지름인데 이를 토대로 감지된 각 외계행성의 반경을 계산한다. 이런 방법으로 과학자들은 발견되는 수가 급격히 증가하는 외계행성을 일일이 규정 할 수 있게 됐다.
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[퀴즈] 답을 선택하고 그 이유도 함께 설명하시오.
Exoplanets - test your understanding
Quiz, 5 questions
Question 1 (b)
Which of the following methods has led to the most discoveries of planets orbiting near their parent stars?
a) Detection of the gravitational effect of orbiting planets in the spectrum of light from a star.
b) Detection of the drop in light as a planet passes in front of its host star.
c) Detection of infrared light emitted by planets.
d) Detection of the shift of a star's position against the sky due to the gravitational pull of the planet.
Question 2 (c)
Approximately how much brighter is a Sun-like star than the reflected light from a planet orbiting around it?
a) Ten thousand times brighter.
b) A hundred times brighter.
c) A billion times brighter.
d) A million times brighter.
Question 3 (b)
What effect most directly determines the depth of the dip in a star's brightness due to the transit of a planet?
a) The planet's mass.
b) The planet's size.
c) The size of the planet's orbit.
d) The eccentricity of the planet's orbit.
Question 4 (d)
Planets discovered around nearby stars are likely to be relatively massive and lie very close to their parent stars. Why is this?
a) These are the most common type of planet.
b) Few planetary systems have giant planets further from the star than Earth is from the Sun.
c) Smaller, rocky planets are expected to lie closer to the star but are undetectable.
d) Detection of smaller and less massive planets is still quite difficult.
Question 5 (b)
Why are many of the newly detected extrasolar planets called ‘hot Jupiters’?
a) Their masses and composition are similar to what we would expect if Jupiter were hotter.
b) Their masses are similar to Jupiter but they orbit very close to the central star.
c) The planets tend to be detected around more massive, hotter stars than our Sun.
d) Their masses are similar to Jupiter but their composition is similar to Mercury.
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