외계행성 탐사방법

또다른 제 2의 지구는 존재하는가를 알아보기 위하여 다양한 천체 관측 장치의 연구 개발이 진행되고 있습니다 1995년 첫 발견 이후 태양 이외의 항성을 공전하는 행성(태양계 외 행성)이 약 5000개나 발견 되었습니다 현재 발견되고 있는 태양계 외행성의 대부분은 간접적인 검출 기법에 의한 것입니다 간접 검출법은 중심의 항성을 관측하여 주변을 둘러싼 행성을 검출하는 방법입니다 예를 들어 도플러법은 항성의 스펙트럼을 관측하여 행성을 검출합니다 항성 주위에 행성이 공전하고 있으면 행성의 인력에 의해 항성이 흔들리기 때문에 항성의 파장이 주기적으로 변화합니다 (빛의 도플러 효과라고 합니다) 도플러 방법은 항성 스펙트럼의 주기적인 도플러 편차를 검출하여 행성의 존재를 확인합니다 또 트랜짓법은 항성의 전면을 행성이 통과하는 현상(트랜짓)을 이용합니다 행성이 항성의 전면을 통과하면 항성이 약간 어두워집니다 교통법은 행성이 지나가는 항성의 약간의 감광을 감지합니다 그러나 태양계 외부 행성으로부터의 빛을 직접 검출하는 것은 현재의 관측 기술을 가지고 있어도 매우 어렵습니다 지구형 행성과 항성의 밝기 비율은 가시 영역에서 10의 10승(100억) 배에 달한다고 합니다 생명을 품는 지구와 비슷한 것을 찾으려고 해도 그 바로 옆에서 100억배나 밝은 항성이 빛나고 있기 때문에 행성의 빛은 항성에 묻혀 버립니다 이 문제를 해결하기 위해서는 항성으로부터의 빛만을 강력하게 제거하는 관측 장치(고콘트라스트 관측 장치)가 필요 불가결합니다 태양계 외 행성으로부터의 빛을 직접 파악할 수 있으면 행성의 스펙트럼이나 편광 등의 정보를 조사할 수 있게 됩니다 이러한 정보를 통해 행성의 대기 조성과 표층 환경에 대한 지식을 얻을 수 있을 것으로 기대되며 생명 활동의 흔적이 발견될 수 있습니다 현재 전세계의 많은 연구 그룹에 의해 궁극 목표인 제2의 지구 발견을 목표로 독자적인 고대비 관측 장치의 연구 개발이 활발히 진행되고 있습니다

코로나그래프 기술
고콘트라스트 관측장치의 하나로서 스텔라 코로나그래프 (이후, 코로나그래프)라고 하는 기법이 있으며 다양한 타입이 제안되고 있습니다 코로나그래프 기술의 열쇠는 항성의 빛을 제거하기 위한 특수한 광학 디바이스 입니다 코로나 그래프를 사용하지 않는 일반적인 관측에서는 행성광은 밝은 항성광에 묻혀 검출할 수 없습니다 그러나 코로나 그래프를 사용하면 행성 모델이 명확하게 검출되었음을 알 수 있습니다

스페클 루널링 기술
코로나그래프 기술은 항성의 광파가 이상적인 평면파라면 이론상 항성을 완전히 제거할 수 있습니다 항성과 행성의 빛은 우주의 훨씬 멀리서 나오므로 그 파면은 평면파로 볼 수 있습니다 하지만 장치에 사용되는 거울과 렌즈에는 약간의 요철이 있기 때문에 광파면이 흐트러지게 됩니다 코로나 그래프에 입사하는 광파면이 흐트러지면 항성광은 완전히 제거되지 않고 잔류 노이즈광이 행성 검출의 방해가 되어 버립니다 코로나 그래프로 제거 할 수없는 항성 잔류 노이즈를 줄이기 위해 스펙클 널링 기술의 개발이 진행되고 있습니다 스페클 루널링은 스펙클 형태로 나타나는 항성 잔류 노이즈의 전계 정보(복소 진폭)를 측정하고 그 전장을 상쇄하도록 광파면을 제어 및 보정하는 기술입니다 적절한 제어를 통하여 목표 영역의 항성 잔류 노이즈를 더욱 강력하게 제거하고 더 어두운 행성을 관찰 할 수 있을 것으로 예상됩니다