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과학

통과법 (외계행성)

통과법 (외계행성)과학
관측량
별의 밝기 변화
주요 정보
공전 시간·반지름 비
기하 조건
관측 방향에서 별과 행성의 겹침
관련 관측선
케플러·TESS
행성이 별의 앞을 지날 때 나타나는 밝기 감소를 측정하여 외계행성의 존재와 성질을 조사하는 방법.

통과법은 외계행성이 관측자와 별 사이를 지나며 별의 일부를 가릴 때 생기는 밝기 변화를 이용하는 탐사 방법이다. 밝기의 시간 변화를 나타낸 광도 곡선에서 반복적인 감소를 찾는다.

밝기 감소와 반지름

별의 원반이 균일하게 밝고, 행성이 자체 빛을 거의 내지 않는 불투명한 원반이며, 통과 중 행성 원반 전체가 별 원반 안에 들어오는 단순 모형에서 밝기의 상대 감소량 δ는 (Rp/R★)²로 나타난다. 따라서 반지름 비는 √δ로 구한다. 별의 원래 밝기에 대한 감소 비율과 감소 뒤 남은 밝기는 구별된다.

통과 경로와 시간

통과에 걸리는 시간은 별과 행성의 크기뿐 아니라 투영된 경로와 운동 속도에도 영향을 받는다. 별의 중심을 가로지르는 경로와 가장자리에 가까운 경로의 길이는 서로 다르다. 중앙 통과와 일정한 투영 속도를 가정할 때에만 통과 시간과 지름을 직접 비례시킨 단순 계산을 적용할 수 있다.

모형의 한계

실제 별의 원반은 가장자리와 중심의 밝기가 다를 수 있으며 이를 주연감광이라고 한다. 별의 가장자리 일부만 스치는 통과에서는 가려지는 면적이 행성 원반 전체의 면적과 같지 않다. 따라서 실제 관측에서는 밝기 감소량과 곡선의 모양을 기하 조건 및 별의 밝기 분포를 포함한 모형으로 분석한다.

참고 자료