수학이 빛나는 순간 : 새로운 행성 찾기 Exoplanets

지난 20년동안 3000개 이상의 외계행성(우리 태양계 밖의 행성)들이 발견되었습니다.

행성이 작을 수록 발견하기가 더 어렵지만, 오늘날의 망원경은 수 광년 멀리 떨어져 있는 행성이

항성 앞을 지나갈 때 흐려지는 것을 잡아낼 수 있습니다.

이 방법이 외계 행성을 찾는 가장 성공적인 방법이지만,

그 외에도 행성의 중력이 항성에 미치는 효과를 감지하는 방법도 사용합니다.

천문학자들은 행성의 질량, 속도, 궤도의 기울기 및 대기의 구성을 추정하기 위하여,

정교한 기구들과 대수학, 삼각법, 미적분과같은 수학을 사용합니다.

고급 수학은 중요한 정보를 추출하고, 아주 먼 거리에서 데이터를 수집할 때

필연적으로 발생하는 잡신호를 거르는데 도움을 줍니다.

천문학자들은 가깝게는 우리 태양계에서 아홉 번째 행성을 찾으려고 합니다.

아홉 번째 행성은 보이지 않지만, 해왕성 너머의 “얼어 붙은” 천체 모임인

카이퍼 벨트(Kuiper belt)의 일부 천체의 궤도 뭉침을 설명하는 수학적 모델에

아홉 번째 행성의 존재성의 근거가 있습니다.

아홉 번째 행성이 있다고 주장하기에는 너무 이르지만,

이론적 설명과 수치 모의실험 모두가 이러한 주장을 뒷받침하고 있습니다.

망원경을 통하여 직접 보는 것이 존재성을 밝히는 가장 좋은 증거지만,

이른바 아홉 번째 행성이 태양을 공전하는데 1만5천년의 시간이 걸리는 데다

지금은 우리로부터 거의 최대한 멀리 떨어져 있다고 생각하고 있으므로

시각적으로 바로 확인할 수는 없을 것입니다.

연구자들이 우주를 샅샅이 살피며 카이퍼 벨트 천체에 대한 더 많은 데이터를 수집하고 있으므로,

몇 년이 걸릴지는 모르지만 결국 아홉 번 째 행성이 존재하는지 혹은 “행성 없어요” 인지 알게 될 것입니다.

 

For More Information: “Unseen planet may lurk near solar system’s edge,” Alexandra Witze, Nature, Jan. 21, 2016.

 

출처 :

대한수학회 http://www.kms.or.kr

미국수학회 https://www.ams.org