지구과학 · 외계 행성계 탐사

별빛의 감소로 찾는 외계 행성

행성의 크기와 통과 위치를 바꾸고 별빛이 감소하는 깊이와 시간을 비교해 보세요.

별빛의 감소로 찾는 외계 행성 개념 그림

시뮬레이션은 브라우저에서 실행됩니다. 실험 조건을 바꾸기 전에 학습 목표와 탐구 질문을 살펴보세요.

이 실험에서 알아볼 내용

별 앞을 지나는 행성이 만드는 밝기 변화를 관찰하고, 통과가 보이지 않는 궤도도 있음을 설명하세요.

교과와 단원

2022 개정 행성우주과학 · 우주탐사와 행성계. 외계 행성계 탐사 중 통과법의 원리를 모형으로 탐구합니다. 생명가능지대와 생명체 존재 판정은 이 실험에서 계산하지 않습니다.

연계 성취기준: 12행우01-05

탐구 질문과 해설

1. 같은 별을 중앙으로 통과할 때 행성 반지름을 두 배로 하면 밝기 감소도 두 배일까요?

별 표면의 밝기가 균일하고 행성이 별 원반 안에 완전히 들어온 조건에서는 가린 면적에 따라 밝기가 줄어듭니다. 반지름을 두 배로 하면 가리는 면적은 네 배입니다. 가장자리를 스치는 통과에서는 겹치는 면적을 따로 고려해야 합니다.

2. 행성이 있어도 통과에 의한 밝기 감소가 없을 수 있을까요?

그렇습니다. 관찰자의 시선에서 행성의 경로가 별 원반을 지나지 않으면 통과가 보이지 않습니다. 통과 위치를 별의 가장자리 밖으로 옮겨 평평해진 곡선을 확인하세요.

모형의 가정과 실제 현상과의 차이

태양과 같은 질량·반지름의 별과 원궤도의 어두운 행성 하나를 가정합니다. 별 반지름을 1로 놓고 원반 둘의 정확한 겹침 면적으로 상대 밝기를 계산합니다. 별 가장자리 어두워짐, 흑점, 행성의 반사광, 관측 잡음과 다중 행성은 생략합니다. 통과 중심의 위치 b=a cos(i)는 별 중심에서의 투영 거리이며, 궤도 크기 a와 b를 정해 시선 기울기가 정해집니다. 궤도 크기에 따른 공전 주기는 케플러 법칙으로 계산합니다. 한 번의 통과 부근만 8초로 재생하며 실제 경과 시간은 시간축에 시간(h)으로 표시합니다. 반지름 비를 바꾼다고 행성의 질량을 추정하지 않습니다.

참고 자료

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선생님을 위한 작은 팁

학생에게 결과를 예상하게 한 뒤, 한 가지 변수만 바꾸어 비교하도록 안내해 주세요. 각 실험 아래에서 모형의 가정과 참고 자료를 확인할 수 있습니다.

사이트 안에서는 별도 계정을 만들지 않아요. 실험 조건과 결과는 브라우저에서 계산합니다. 데이터 처리에 관한 자세한 내용은 개인정보 안내에서 확인할 수 있어요. 키보드의 Tab 키로 이동하고 방향키로 슬라이더를 조절할 수 있어요.