천체물리학/행성 거주 가능성

행성 거주 가능성이란 행성 또는 위성에 생명체가 형성될 가능성이다.

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항성의 조건

항성의 조건으로는 적절한 분광형, 안정적인밝기, 중원소의 양이 있다.

분광형

비록 분광형이나 밝기에 관계없이 행성이 생물권 안에 존재할 수는 있지만, 너무 밝은 별은 그 수명이 짧아 진화에 충분한 시간을 주지 못한다.

한편, 너무 어둡고 붉은 적색 왜성은 자외선을 제공하지 못해 진화를 어렵게 한다.

반대로 태양과 같은 별들은 적당한 자외선으로 진화도 촉진하면서 오존을 형성해 외부의 격변적인 초신성폭발 등으로 부터 행성계를 오히려 보호하며, 적색 왜성계처럼 행성이 조석고정이 되지도 않는다.

밝기 변화

태양은 안정적인 밝기를 보이지만, 다른 별들은 아닌 경우가 있다. 간헐적으로 큰 폭의 밝기 변화를 나타내는 별이 있다.

이러한 경우 기후의 변화를 주어 생명이 거주하기 어렵다.

중원소의 양

중원소의 양은 항성의 조건이라기 보다는 행성계가 생길 조건이다.

중원소의 양이 적으면 지구형 행성의 행성계가 생기기 어렵다.

행성의 조건

행성의 조건으로는 질량, 적정한 공전과 자전, 지구화학적 성질이 있다.

질량

질량은 안정적인 대기와 판구조론적 활동에 영향을 끼친다.

질량이 클 수록 크기도 커서 내부열을 잃지 않아 판구조론적 지각 운동을 할 수 있으며, 대기도 뺏기지 않는다.

필요한 질량 수준이 어느 정도 인지는 논란이 있다.

최소한 판구조론적 운동이 일어나고, 정상적인 온도 범위 내에서 수증기까지 안정적으로 붙들 수 있어야 한다.

이러한 질량 범위는 화성과 지구 및 금성 사이이다. 그러나 이 정확한 하한은 모호한데, 금성이 판구조론적 활동을 보이지 않기 때문이다.

현재는 판구조론적 활동에 바다의 존재가 필수라고 생각되고 있으며, 질량으로는 금성도 판구조론을 일으킬 질량 하한 위에 있는것으로 보고 있다.

공전과 자전

외계 행성들도 이심률이 크지 않고, 적당히 빠른 자전을 해야 한다.

기타 가능성

쌍성계

일반적으로 쌍성계는 행성이 생기기 어렵다는 것이 통념이다. 또한 궤도도 불안정하다. 현재 어머니 항성과 다른 쌍성계 반성 거리의 5분의 1보다 가까워야 안정된 궤도를 돌 수 있는 것으로 계산 되고 있다.

적색왜성계

적색왜성계는 조석 고정과 부족한 자외선, 플레어로 인해 생명이 생기기 어렵다, 현재 조석 고정의 대안으로, 위성에 생명이 있어, 그 위성은 모행성에 대해 조석 고정되어 빛을 고루 받을 수 있을 가능성이 있으며, 약간의 대기가 있으면 열은 옮겨줄 수 있음이 밝혀져 논란이 있다.