어스 아날로그

Earth analog
지구 반대편에서 태양을 공전하는 행성의 아이디어는 지구 반대쪽을 참조하십시오.
지구라는 행성

지구 아날로그, 지구 쌍둥이 또는 제2의 지구라고도 불리는 지구 아날로그는 지구에서 발견되는 것과 유사한 환경 조건을 가진 행성이나 달이다.지구와 비슷한 행성이라는 용어 또한 사용되지만, 이 용어는 어떤 지상 행성을 지칭할 수도 있다.

이 가능성은 행성이 지구와 더 비슷할수록 복잡한 외계 생명체를 유지할 수 있다는 논리에 따라 우주 생물학자들과 천문학자들에게 특별한 관심을 가지고 있다.이와 같이, 그것은 오랫동안 추측되어 왔고 과학, 철학, 공상과학 소설 그리고 대중문화로 표현되어 왔다.우주 식민지화, 우주와 생존의 옹호자들은 제2의 혹은 인류의 새로운 행성 정착지로서 오랫동안 지구 유사체를 추구해 왔다.

외계 행성을 과학적으로 찾고 연구하기 전에, 그 가능성은 철학과 공상과학 소설을 통해 논의되었다.평범한 원리는 지구와 같은 행성은 우주에서 흔해야 한다는 것을 암시하는 반면, 희토류 가설은 그것들이 매우 희귀하다는 것을 암시한다.지금까지 발견된 수천 개의 외계 행성계는 희토류 가설을 뒷받침하는 태양계와는 매우 다르다.

철학자들은 우주의 크기가 비슷한 행성이 어딘가에 존재할 것이라고 지적해 왔다.먼 미래에는 테라포밍을 통해 인위적으로 지구 유사체를 만드는 기술이 인간에 의해 사용될 수도 있다.

2013년 11월 4일, 천문학자들은 케플러 우주 임무 자료를 바탕으로, 우리 [1][2]은하 내 태양과 비슷한 별과 적색 왜성의 거주 가능 영역 주위를 도는 지구 크기의 행성이 400억 개에 달할 수 있다고 보고했다.이러한 행성과 가장 가까운 행성은 [1][2]통계적으로 지구에서 12광년 이내에 있을 것으로 예상된다.2020년 9월 천문학자들은 현재 확인된 4000개 이상의 외계 행성 [3]중 24개의 초거주 가능 행성(지구보다 나은 행성)을 천체물리학적 매개 변수와 지구상의 알려진 생명체의 자연사에 기초하여 확인하였다.

1990년대 이후의 과학적 발견은 우주생물학 분야, 행성 거주가능성 모델, 외계 지적 생명체 탐색에 큰 영향을 끼쳤다.

역사

퍼시벌 로웰은 화성을 건조하지만 지구와 같은 행성으로 외계 문명이 거주할 수 있다고 묘사했다.
지구의 나미브 사막 모래 언덕(위)과 타이탄의 벨레 모래 언덕 비교

1858년에서 1920년 사이에, 화성은 지구와 매우 비슷하다고 생각되었고, 단지 두꺼운 대기, 비슷한 축 기울기, 궤도와 계절, 그리고 거대한 화성 운하를 건설한 화성 문명을 가진 건조하다고 생각되었다.이 이론들은 지오반니 스키아파렐리, 퍼시벌 로웰 그리고 다른 사람들에 의해 발전되었다.이와 같이 소설 속 화성은 붉은 행성을 지구와 비슷하지만 사막과 같은 풍경으로 묘사했다.그러나 Mariner (1965년)와 Viking 우주 탐사선 (1975년-1980년)의 이미지와 데이터는 이 행성이 척박한 크레이터가 있는 세계임을 보여주었다.[4][5][6][7][8][9]하지만, 계속되는 발견으로, 다른 지구의 비교는 남아있었다.예를 들어, 화성 해양 가설은 바이킹 임무에서 유래했고 1980년대에 대중화 되었다.[10]과거 물의 가능성과 함께, 화성에서 생명체가 시작되었을 가능성이 있었고, 그것은 다시 한번 지구와 비슷하다고 인식되었다.

마찬가지로, 1960년대까지, 몇몇 과학자들을 포함한 많은 사람들은 금성이 두꺼운 대기와 덥고 먼지가 많거나 물구름과 [11]바다가 있는 습한 지구의 더 따뜻한 버전이라고 믿었다.소설 속 비너스는 종종 지구와 유사하다고 묘사되었고 많은 사람들이 금성 문명에 대해 추측했다.이러한 믿음은 1960년대에 최초의 우주 탐사선이 이 행성에 대한 보다 정확한 과학적 데이터를 수집했고 금성은 표면 압력이 9.2 MPa인 산성 대기 하에서 표면 온도가 약 462 °C (864 °F)[12][12]인 매우 뜨거운 세계라는 것을 발견하면서 사라졌다.

2004년부터 카시니-Huygens는 토성의 위성 타이탄이 거주할 수 있는 지역 밖에서 가장 지구와 비슷한 세계 중 하나라고 밝히기 시작했다.2007년 티타니아 호수, 강, 하천의 확인과 같은 화학적 구성은 극적으로 다르지만,[13][14] 지구와 비교가 진전되었다.기상 현상을 포함한 추가 관측은 지구와 비슷한 [15]행성에서 작동할 수 있는 지질학적 과정을 이해하는 데 도움을 주었다.

케플러 우주 망원경은 [16][17]2011년부터 거주 가능 지역에 있는 잠재적 지구 행성들의 통과를 관찰하기 시작했다.이 기술은 행성을 탐지하고 확인하는 데 더 효과적인 수단을 제공했지만, 후보 행성들이 [18]실제로 얼마나 지구와 비슷한지에 대해서는 확실히 결론을 내리지 못했다.2013년, 지구 반지름 1.5 미만의 케플러 후보가 별의 거주 가능 영역에서 궤도를 도는 것이 확인되었다.2015년이 되어서야 태양 후보인 케플러-452b를 공전하는 최초의 지구 근접 크기의 후보가 발표되었다.[19][20]

속성 및 기준

지구 아날로그를 찾을 확률은 대부분 유사할 것으로 예상되는 속성에 따라 달라지며, 이러한 속성은 매우 다양합니다.일반적으로 이것은 지구형 행성이며 그러한 행성을 찾기 위한 몇 가지 과학적 연구가 있었다.행성 크기, 표면 중력, 별 크기 및 유형(태양 아날로그), 궤도 거리와 안정성, 축 방향 기울기와 회전, 유사한 지리, 해양, 대기 및 기상 조건, 강력한 자기권, 심지어 지구와 유사한 복잡한 생명체의 존재와 같은 기준을 암시하는 경우가 많다.만약 복잡한 생명체가 있다면, 땅의 대부분을 덮고 있는 숲이 있을 수 있다.만약 지적 생명체가 존재한다면, 땅의 일부는 도시로 덮일 수 있다.그러한 행성으로 추정되는 몇몇 요소들은 지구 자체의 역사 때문에 가능성이 희박할 수 있다.예를 들어 지구의 대기는 항상 산소가 풍부한 것은 아니며 이것은 광합성 생명체의 출현으로 인한 생물 신호이다.달의 특징에 대한 형성, 존재, 영향(조력 등) 또한 지구와 유사한 것을 찾는데 문제를 일으킬 수 있다.

크기

크기 비교: 금성과 지구의 케플러-20e와[21] 케플러-20f[22]

지구 크기의 행성들이 자연에서 더 지상에 있을 가능성이 높고 지구와 같은 [23]대기를 유지할 수 있기 때문에 크기는 종종 중요한 요소로 생각됩니다.

이 목록에는 지구 질량 0.8~1.9의 범위에 있는 행성들이 포함되어 있으며, 이 행성들 아래는 일반적으로 하위 지구로 분류되고 위는 슈퍼 지구로 분류됩니다.또한 지구 반지름 0.5~2.0 범위(지구 반지름의 절반에서 두 배 사이)에 속하는 것으로 알려진 행성만 포함됩니다.

크기 기준에 따라 알려진 반지름 또는 질량에 따라 가장 가까운 행성 질량 물체는 다음과 같다.

이름. 지구 질량(M）Earth 。 지구 반지름(R）Earth 。 메모
케플러-69c 0.98 1.7 원래는 별 주변 거주 가능 영역(CHZ)에 있는 것으로 생각되었으나, 지금은 너무 덥다고 생각됩니다.
케플러-9d 1.5 이상[24] 1.64 엄청 덥다.
COROT-7b 9 미만 1.58
케플러-20f 14.3 미만[22] 1.03[22] 약간 더 크고, 더 크고, 지구 같기엔 너무 뜨겁다.
고래자리 타우 b 2 엄청 덥다.운송할 수 없습니다.
케플러-186f 1.1[25] 거주 가능 구역의 궤도입니다.
지구 1 1 거주 가능 구역의 궤도.
금성 0.815 0.949 훨씬 더 덥다.
케플러-20e 3.08[21] 미만 0.87[21] 지구같기엔 너무 덥다.
프록시마 b 1.27을 넘다 1.1을 넘다 지구에서 가장 가까운 외계 행성.

이 비교는 특히 거주성 측면에서 크기만으로는 불충분한 측정치임을 나타냅니다.온도 또한 금성으로 센타우루스 자리 알파 B(2012년에서 발견되), Kepler-20(2011[26][27]에서 발견되), COROT-7(2009년에서 발견되)과 Kepler-42(모든 2011년에서 발견되)의 세 행성의 행성은, 화성, 가니메데와 타이탄은 추운 세계, 또한 표면과 atmospheri의 넓고 다양한 결과 뜨거운 것은 고려되어야 한다.ccondi태양계의 위성들의 질량은 지구의 아주 작은 부분인 반면 외계 행성들의 질량은 정확히 측정하기가 매우 어렵다.그러나 지구 크기의 지구형 행성의 발견은 지구와 비슷한 행성의 가능한 빈도와 분포를 나타낼 수 있기 때문에 중요하다.

지상파

(호이겐스 탐사선이 찍은) 토성의 위성 타이탄과 같은 표면은 지구의 범람원과 표면적으로 유사합니다.

종종 인용되는 또 다른 기준은 지구 유사체가 지구상이어야 한다는 것이다. 즉, 유사한 표면 물질로 구성된 행성 표면 지질학이 있어야 한다.알려진 가장 가까운 예는 화성과 타이탄이며 지형과 표면 구성에 유사점이 있지만 얼음의 온도와 양과 같은 상당한 차이도 있다.

지구의 많은 표면 물질과 지형은 물(점토 및 퇴적암 등) 또는 생명의 부산물(석회암 또는 석탄 등)과의 상호작용의 결과로 화산 또는 인공적으로 형성된다.따라서 진정한 지구 유사체는 대기, 지표면과의 화산 상호작용, 과거 또는 현재의 액체 물과 생명체를 가지고 있는 유사한 과정을 통해 형성되어야 했을 것이다.

온도

행성의 온도를 결정할 수 있는 몇 가지 요인이 있으며, 따라서 대기 상태를 [citation needed]알 수 없는 행성에서 지구와 비교할 수 있는 몇 가지 기준이 있습니다.평형 온도는 대기가 없는 행성에 사용된다.대기와 함께 온실 효과가 가정된다.마지막으로 표면온도를 사용한다.이러한 각 온도는 행성의 궤도와 회전(또는 조석 고정)에 영향을 받는 기후의 영향을 받으며, 각각은 추가적인 변수를 일으킨다.

아래는 확인된 행성과 지구에 가장 가까운 온도를 가진 행성들의 비교입니다.

온도 비교 금성 지구 케플러 22b 화성
지구 평형 온도 307 K
34 °C
화씨 93도		 255 K
−18 °C
- 0.4°F		 262 K
−11 °C
22.2 °F		 206 K
−67 °C
-88.6°F
+ 온실가스 효과 737K
464 °C
화씨 867°F		 288 K
15 °C
59°F		 295 K
22 °C
71.6°F		 210 K
−63 °C
-81°F
깔끔하게[28] 잠김 거의. 아니요. 알 수 없는 아니요.
글로벌 본드 알베도 0.9 0.29 0.25
레퍼런스[29][30][31]

솔라 아날로그

주요 기사:솔라 아날로그

생명체를 파괴하는 지구 유사체의 또 다른 기준은 태양 유사체, 즉 태양과 매우 비슷한 별 주위를 공전해야 한다는 것입니다.그러나, 많은 다른 종류의 별들이 생명체가 살기에 적합한 국지적 환경을 제공할 수 있기 때문에 이 기준은 완전히 유효하지는 않을 수 있다.예를 들어, 은하수에서 대부분의 별들은 태양보다 작고 어둡다.그러한 별 중 하나인 트라피스트-1은 12파섹(39광년) 떨어진 곳에 위치해 있으며 우리 태양보다 약 10배 작고 2,000배 더 어둡다. 하지만 거주 가능 지역에 지구와 비슷한 행성이 최소 6개 있다.우리가 알고 있는 것처럼 이러한 조건들이 생명체에 불리하게 보일 수 있지만, TRAPPIST-1은 12조 년 동안 계속 타오를 것으로 예상되는데, 이는 생명체가 자연발생을 [32]통해 발생할 수 있는 충분한 시간이다.비교하자면, 지구상의 생명체는 불과 10억 [citation needed]년 만에 진화했다.

지표수 및 수문 사이클

물은 지구 표면의 70%를 덮고 있으며 알려진 모든 생명체가 필요로 합니다.
태양과 비슷한 별의 거주 가능 영역에 위치한 케플러-22b는 지금까지 발견된 외계 표면수 중 가장 좋은 외계 행성 후보일 수 있지만, 지구보다 훨씬 크고 실제 구성도 알려지지 않았습니다.
주요 기사:거주 가능 구역

지표면에 물이 존재할 수 있는 지역을 정의하는 거주 가능 구역(또는 액체 물 구역)의 개념은 지구와 태양의 특성에 기초한다.이 모델에서 지구는 대략 이 구역의 중심 또는 "골디락스" 위치에서 궤도를 돈다.지구는 현재 지표수가 많은 것으로 확인된 유일한 행성이다.금성은 뜨거운 쪽에 있고 화성은 차가운 쪽에 있다.비록 화성이 과거에 [33][34][35]가지고 있었다는 증거가 존재하지만, 둘 다 지속적인 지표수를 가지고 있는 것으로 알려져 있지 않으며,[11] 금성의 경우도 마찬가지였을 것으로 추측된다.따라서 상당한 대기를 가진 골디락스 위치에 있는 외계 행성(또는 위성)은 지구와 같은 바다와 물 구름을 가지고 있을 수 있습니다.지표수 외에도, 진정한 지구의 유사체는 바다나 호수, 그리고 물이나 육지로 덮이지 않는 지역들의 혼합을 필요로 할 것이다.

어떤 사람들은 진정한 지구 유사체가 행성계의 비슷한 위치를 가지고 있을 뿐만 아니라 태양 유사체의 궤도를 돌고 [citation needed]지구처럼 지속적으로 거주할 수 있도록 가까운 원형 궤도를 가지고 있어야 한다고 주장한다.

외계 지구 유사체

다음 항목도 참조하십시오.생명체가 살 수 있는 외계 행성 목록

평범한 원칙은 우연한 사건들이 복잡한 다세포 생명체의 출현을 가능하게 하는 지구와 같은 행성을 다른 곳에서 형성하게 했을 가능성이 있다는 것을 암시한다.이와는 대조적으로, 희토류 가설은 만약 가장 엄격한 기준이 적용된다면, 그러한 행성은 존재한다면, 인간이 그것을 찾을 수 없을 정도로 멀리 떨어져 있을 수도 있다고 주장한다.

태양계에는 지구 유사체가 없는 것으로 판명되었기 때문에, 태양계 밖의 행성에까지 연구가 확대되었다.우주생물학자들은 지구의 유사체들이 생명체를 지탱할 수 있는 조건을 제공하는 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 항성 거주 가능 지역에서 발견될 것이라고 주장한다.Dirk Schulze-Makuch와 같은 일부 우주 생물학자들은 충분히 거대한 자연 위성이 지구와 유사한 거주 가능한 위성을 형성할 수 있다고 추정했다.

역사

추정 빈도

지구와 같은[36] 행성에 대한 아티스트의 개념

은하수와 더 큰 우주에서 지구와 비슷한 행성들의 빈도는 아직 알려지지 않았다.극단적 희토류 가설 추정치(즉, 지구)부터 셀 수 없을 정도로 다양합니다.

케플러 미션을 포함한 몇몇 최신 과학 연구들은 지나가는 행성들의 실제 데이터를 사용하여 추정치를 정교하게 만드는 것을 목표로 하고 있다.2008년 애리조나 대학의 천문학자 마이클 마이어가 최근에 형성된 태양과 비슷한 별들 근처의 우주 먼지에 대해 연구한 결과, 태양 유사체의 20-60%가 암석 행성의 형성에 대한 증거를 가지고 있는 것으로 나타났으며,[37] 이는 지구로 이어진 과정과 다르지 않다.마이어의 팀은 별 주변에서 우주 먼지 원반을 발견했고 이것이 암석 행성 형성의 부산물로 보고 있다.

2009년, 카네기 과학 연구소의 앨런 보스는 우리 은하에만 [38]1000억 개의 지구형 행성이 있을 수 있다고 추측했다.

2011년 NASA의 제트추진연구소(JPL)와 케플러 미션의 관측 결과에 따르면 태양과 비슷한 별의 약 1.4~2.7%가 거주 가능 영역 내에 지구 크기의 행성을 가질 것으로 예상된다.이것은 은하수에만 20억 개의 은하가 존재할 수 있다는 것을 의미하며, 모든 은하가 은하수와 비슷한 숫자를 가지고 있다고 가정할 때 관측 가능한 우주의 500억 개 은하에는 천조 [39]개의 은하가 존재할 수 있습니다.이것은 지구의 [40]평방 센티미터 당 약 20개의 지구 아날로그에 해당합니다.

2013년, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics는 추가적인 케플러 데이터의 통계 분석을 통해 은하수에 적어도 [41]170억 개의 지구 크기의 행성이 있다고 주장했다.그러나 이것은 거주 가능 지역에 대한 그들의 위치를 말해주지 않는다.

2019년 연구에 따르면 지구 크기의 행성들이 태양과 [42]비슷한 별 6개 중 1개꼴로 원을 그리게 된다.

Earth 2.0 미션

2022년 봄 중국은 태양형 별 주위를 도는 지구형 행성(지구 반지름 0.8~1.25)인 지구 2.0을 포함한 성간 우주에서 광범위한 공전 주기에 걸쳐 수천 개의 지구 외행성을 탐지하는 것을 목표로 우주망원경을 포함한 기술적 임무를 제안했다.이 임무는 "우주 기반 초고정밀 CMOS 광도계와 마이크로렌즈 망원경을 조합한 것"을 사용할 것이며,[43][44][45] 이는 이러한 결정을 가능하게 할 것이라고 천문학자들은 제안했다.

테라포밍

주요 기사:테라포밍
잠재적인 지구 유사체인 테라폼 금성에 대한 아티스트의 개념

행성, 달 또는 다른 물체의 테라포밍(문자 그대로 "지구형상")은 인간이 거주할 수 있도록 대기, 온도, 표면 지형 또는 생태계를 의도적으로 수정하는 가상의 과정이다.

가깝고 크기가 비슷하기 때문에, [46][47][48]화성과 덜 큰 [49][50][51][52][53]금성이 테라포밍의 가장 유력한 후보로 거론되고 있다.

레퍼런스

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