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지구가 언젠가 화성처럼 보일 이유

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    밤하늘을 바라보면 보이는 풍경은
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    너무나 놀랍습니다.
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    정말 아름답죠.
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    하지만 더욱 놀라운 것은
    보이지 않는 것들입니다.
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    왜냐하면 우리가 지금 알고 있다시피
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    거의 모든 별 주변에는
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    행성이 몇 개 돌고 있죠.
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    이 사진에 보이지는 않지만
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    우리가 알고 있는 수많은 행성들이
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    우주 저편에 존재합니다.
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    행성이라고 하면 보통
    우리가 사는 곳과는 다른
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    외계의 무언가를 떠올립니다.
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    하지만 우리도 행성에 살고 있고
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    지구는 행성으로서 놀라운 면모가 많기에
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    우리는 우주 어딘가 지구와 닮은
    행성을 찾고 있습니다.
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    찾다 보면 놀라운 것들을
    발견할 때가 있죠.
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    하지만 오늘 말하려는 것은
    지구에 대한 놀라운 사실입니다.
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    그것은 지구에서 1분마다
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    400파운드(180kg)의 수소와
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    7파운드(3kg)가량의 헬륨이
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    우주 밖으로 날아간다는 것이죠.
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    한번 날아간 기체는 돌아오지 않습니다.
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    수소와 헬륨, 그리고 많은 물질이
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    지구 대기를 조성하고 있습니다.
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    이 기체가 모인 얇은 푸른 선이
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    국제우주정거장에서
    한 우주 비행사가 찍은
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    대기의 모습입니다.
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    지구를 감싸는 이 얇은 층 덕분에
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    생명이 번성할 수 있습니다.
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    유성 등 수많은 충돌로부터
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    우리를 보호해 주죠.
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    너무나도 대단한 현상이라서
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    조금씩 사라진다고 하니
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    약간 섬뜩하실 겁니다.
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    제가 연구하는 이 현상은
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    대기 탈출입니다.
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    대기 탈출은 지구에서만
    일어나는 것은 아닙니다.
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    행성이 가진 운명 중 하나죠.
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    지구 뿐만 아니라
    전 우주의 모든 행성에서
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    대기 탈출이 발생합니다.
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    대기 탈출이 일어나는 과정은 우리에게
    행성 자체에 대해 알려줍니다.
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    태양계라고 하면
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    이런 사진이 떠오르죠.
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    행성이 여덟 개 있고
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    섭섭하신 분들을 위해
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    하나를 더해 드릴게요.
  • 2:21 - 2:22
    (웃음)
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    뉴 호라이즌 호가 찍은
    명왕성을 추가했습니다.
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    하나 짚고 넘어가자면
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    대기 탈출이라는 주제에 관해서는
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    명왕성도
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    보이지 않는 별들 주위의 행성도
    모두 같은 대상이라는 것입니다.
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    행성의 기본적인 특성 중에는
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    중력에 의해 결집된
    물체라는 조건이 있죠.
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    결국 이 끌어당기는 힘에 의해
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    여러 물질이 덩어리로
    뭉쳐 있는 것입니다.
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    천체가 매우 크니까 중력도 크겠죠.
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    이것이 행성이 둥근 이유입니다.
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    명왕성을 포함해서 이런 대상을 보면
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    모두 둥글고
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    중력이 작용하는 것을 알 수 있습니다.
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    행성의 또 다른 중요한 조건은
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    아직 나타내지 않은
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    이 태양이라는 행성의 주변을
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    태양계의 모든 행성이
    공전한다는 것입니다.
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    그리고 이것이 대기 탈출을 일으킵니다.
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    항성이 행성 대기를 탈출시키는 이유는
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    항성이 발산하는 입자와 빛, 열이
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    행성 대기에 닿기 때문입니다.
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    열기구나
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    태국의 한 축제의
    이 등불 사진을 예로 들면
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    뜨거운 공기가 기체를 위로
    향하게 한다는 걸 알 수 있습니다.
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    열과 에너지가 충분히 주어지면
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    태양이 그리 하듯이
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    중력이 겨우 붙들고 있는 가벼운 기체는
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    우주로 날아가 버립니다.
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    이것이 지구와 다른 행성에서
    대기 탈출이 일어나는 과정입니다.
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    항성에서 오는 열이
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    행성의 중력보다 더 큰 힘을
    발휘하는 것이죠.
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    아까 수소는 일 분에
    400파운드(180kg)
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    헬륨은 7파운드(3kg)라고
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    말씀드렸는데
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    실제로는 어떻게 보일까요?
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    무려 80년대에 NASA에서
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    다이나믹 익스플로러 위성으로
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    지구 대기의
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    자외선 촬영을 하였습니다.
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    이 두 지구 사진이
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    탈출하는 수소가 내뿜는 빛을
    붉은색으로 보여 줍니다.
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    산소나 질소 같은 다른 것들도
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    희미한 흰 빛으로
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    극지의 오로라와
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    열대 부분의 빛줄기를 보여 주지요.
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    이 사진으로부터 알 수 있는 것은
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    우리 대기가 지구에 딱 붙어 있지 않고
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    상당한 속도로 우주 밖으로
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    멀어져가고 있다는 것입니다.
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    하지만 지구에서만 대기 탈출이
    일어나는 것은 아니죠.
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    우리의 이웃 행성 화성은
    지구보다 훨씬 작아서
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    대기를 붙들고 있을
    중력이 더 작습니다.
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    화성에도 대기가 있긴 하지만
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    지구보다 훨씬 희박합니다.
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    표면을 보면
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    대기가 충돌물을 막을 수 없어
    수많은 충돌구로
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    울퉁불퉁해져 있죠.
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    또 화성이 '붉은 행성'인 데는
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    대기 탈출도 한 몫 하고 있습니다.
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    과학자들은 화성이 이전에는
    물이 더 있었지만
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    물이 에너지를 받아
    수소와 산소로 분해되고
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    가벼운 수소가 우주로 탈출한 사이
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    남은 산소는
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    땅을 산화시켜
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    지금의 녹슨 붉은 표면을
    만들었다고 생각합니다.
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    화성 사진만 보고도
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    대기 탈출이 일어난 것을
    추측할 수 있지만
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    NASA는 MAVEN 위성을
    현재 화성에 직접 보내
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    대기 탈출 연구 임무를
    수행시기고 있습니다.
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    머릿글자는 '화성 대기 휘발성 진행'
    에서 왔습니다.
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    탐사 결과는 지구에서 본 것과
    매우 비슷한 모습을
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    나타내고 있습니다.
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    화성의 대기 손실은
    오랫동안 알고 있었지만
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    몇몇 놀라운 사진들이 있습니다.
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    여기를 보면 붉은 원으로 표시한 부분이
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    화성 영역이고
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    푸른색은 행성을 탈출하는 수소입니다.
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    행성 크기의 열 배 이상 벗어났으니
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    더 이상 붙잡혀 있지 않다고
    보아도 되겠죠.
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    우주로 탈출하는 겁니다.
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    이 사진으로 화성이 붉은 이유를
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    수소 탈출 때문이라고
    설명할 수 있습니다.
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    하지만 수소만 탈출하는 것은 아니죠.
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    지구에서처럼
    헬륨과 약간의 산소, 질소도
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    행성을 벗어나는 것을
    MAVEN 사진으로 확인 가능합니다.
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    산소는 더 무겁기 때문에
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    수소만큼 멀리 가지는 않지만
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    여전히 탈출을 하고 있습니다.
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    붉은 원 밖에 기체가 존재하지요.
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    우리가 지구의 대기 탈출을
    연구하는 것에 더해서
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    다른 행성에 우주선을 보내
    연구할 수 있는 사실은
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    행성의 과거뿐만 아니라
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    행성의 전반적인 모습, 그리고
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    지구의 미래도 알 수 있게 해줍니다.
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    우리의 미래를 알 수 있는 표본이
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    보이지 않는 먼 행성에 있다는 것이죠.
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    그 이야기를 하기 전에 실망스럽지만
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    명왕성 사진은 보여 드리지
    않을 것이라는 것을
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    말해 두려 합니다.
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    아직 찍지 못했으니까요.
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    뉴 호라이즌 호의 임무가
    명왕성에서의 대기 탈출을
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    조사하는 것이니
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    계속 관심을 기울여 주세요.
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    대신 제가 다루려는 행성은
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    통과 외행성이라는 것입니다.
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    태양이 아닌 별 주위를 공전하는 행성은
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    모두 외계 행성 또는
    태양계 외 행성입니다.
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    그리고 통과한다는 말은
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    궤도의 특성인데
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    중앙에 별을 보면
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    반짝이는 것이 보이시죠.
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    반짝이는 이유는
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    행성이 때로 그곳을 지나가면서
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    궤도가 특별한 위치에 있어
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    행성이 항성의 빛을 막아
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    우리에게 반짝이게 보이는 것입니다.
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    밤하늘의 별들을 보며
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    이 반짝임을 조사하면
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    행성을 찾을 수 있습니다.
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    이렇게 해서 우리 은하에서
    5000개 이상의
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    행성을 찾아내었습니다.
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    더 수많은 행성이 존재하지만요.
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    이 행성에서 오는 빛을 보았을 때
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    주시하는 것은 빛 자체가 아니라
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    일정 시간 동안 밝기가
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    희미해지는 것입니다.
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    행성이 별 앞을 진행하면서
    밝기가 줄어들고
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    이것이 아까 관찰한 깜빡임입니다.
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    단순히 행성을 찾을 뿐만 아니라
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    파장별로 빛을 관찰할 수도 있습니다.
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    전에 보신 사진 중에 지구와 화성의
    자외선 사진이 있었죠.
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    통과 외행성을
    허블 우주 망원경으로 관측하면
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    자외선 영역에서
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    행성이 앞을 지나갈 때 훨씬 크게
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    밝기가 변합니다.
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    과학자들은 이것이 멀리 뻗은
    수소 대기층이 행성을 감싸면서
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    구름 같은 역할로
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    더 많은 빛을 막기
    때문이라 추측합니다.
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    이 기법을 사용하여
    우리는 통과 외행성에서의
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    대기 탈출을 몇 번
    관측할 수 있었습니다.
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    우리가 발견한 이런 종류의 행성을
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    뜨거운 목성이라고 합니다.
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    목성처럼 기체로 이루어진 행성이고
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    항성에 매우 가깝기 때문이죠.
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    실제 목성보다 백 배 정도요.
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    탈출하기 쉬운 가벼운 기체가
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    항성의 열을 만나
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    무서운 속도로 대기 탈출이 일어납니다.
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    지구의 분당 400파운드(180kg)와는
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    비교도 안 되는
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    분당 13억 파운드(59만 톤)의
    수소가 행성을 떠나죠.
  • 9:43 - 9:48
    그러다 행성 자체가 다 소진될까 하는
    생각을 할 수 있고
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    이것은 태양계를 바라보면서
  • 9:50 - 9:52
    사람들이 궁금해한 질문이죠.
  • 9:52 - 9:54
    태양에 가까운 행성은 바위로 이루어졌고
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    멀리 있는 행성은 더 크고
    기체로 이루어져 있으니까요.
  • 9:57 - 9:59
    원래는 목성 같은 행성이었는데
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    태양 가까이 있다 보니
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    기체가 다 날아간 것일까요?
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    현대 이론에 따르면 뜨거운 목성에서
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    수성이나 지구 같은 것이
    만들어질 수는 없습니다.
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    하지만 더 작은 크기로 시작하면
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    행성의 모습을 바꿀 만큼
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    대량의 대기 탈출이
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    일어났을 가능성도 있습니다.
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    이 모든 것은 일반론인데요.
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    태양계로 좁혀 생각하면
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    지구에는 무슨 일이 일어날까요?
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    먼 미래에 태양은 더 밝아질 것입니다.
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    그럴수록
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    태양의 열기는 더 강렬해지고
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    뜨거운 목성에서 보는 것이
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    지구의 기체 탈출로 일어날 것입니다.
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    우리가 예상하고
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    준비할 수 있는 것은
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    먼 미래에 지구는
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    화성처럼 보일 것이라는 사실입니다.
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    물에서 분리된 수소가
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    빠르게 우주로 탈출하고
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    지구에는 붉고 메마른 표면을 남기겠죠.
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    앞으로 몇십억 년 동안은
    일어나지 않을 일이니
  • 11:03 - 11:05
    대비할 시간은 충분합니다.
  • 11:05 - 11:06
    (웃음)
  • 11:06 - 11:09
    하지만 이렇게 말하는 순간에도
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    대기 탈출이
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    조금씩 일어나고 있다는 것을
    알고 계셨으면 합니다.
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    멀리 떨어진 우주의 행성에서는
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    다양한 흥미로운 일이 일어나고
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    우리는 이 외부 세계를
    탐구하고 있습니다.
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    하지만 화성이나
    뜨거운 목성 같은 외계행성을
  • 11:27 - 11:30
    탐구하다 보면 대기 탈출 같이
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    지구에 대해서도 배울 수 있게 됩니다.
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    그러니 우주가 먼 나라 얘기라고만은
    생각하지 말아 주세요.
  • 11:38 - 11:39
    감사합니다.
  • 11:39 - 11:42
    (박수)
Title:
지구가 언젠가 화성처럼 보일 이유
Speaker:
안잘리 트리파시(Anjali Tripathi)
Description:

매분 400파운드(180kg)의 수소와 거의 7파운드(3kg)의 헬륨이 지구 대기를 떠나 우주로 탈출합니다. 대기 탈출을 연구하는 천체물리학자 안잘리 트리파시는 놀랍고 상세한 설명으로 이 현상이 어느 날(수십억 년 후) 푸른 지구를 붉게 만드리라고 이야기합니다.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
11:55

Korean subtitles

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