행성천문학의 정의, 연구분야 및 방법

🌠 행성 천문학(Planetary Astronomy)이란?
행성 천문학(Planetary Astronomy)은 태양계와 외계 행성을 포함한 행성의 형성, 구조, 대기, 기후, 자기장, 그리고 행성, 왜행성, 위성과 소행성, 혜성 등의 천체와
태양을 공전하는 다른 천체들, 외계행성 집단들을 연구하는 천문학의 한 분야이다. 
이 학문은 관측천문학, 이론천문학, 우주 탐사 등의 방법을 활용하여 행성의 기원과 진화를 연구한다.
과거에는 망원경을 이용하여 주로 관측하였고, 현재는 우주탐사선을 이용하여 연구하고 있다.
이를 통해 태양계의 형성과 진화에 대한 정보들을 얻게 되었고, 추가적인 사실들이 발견되고 있다.

🟡 행성 천문학의 연구 대상
🔸 태양계 행성(Solar System Planets)
태양계를 구성하는 8개의 행성과 그 위성들이 주요 연구 대상이다.
태양계는 내행성, 소행성대, 외행성으로 나눌 수 있다.

📌지구형 행성(Terrestrial Planets): 수성, 금성, 지구, 화성
지구형 행성은 암석으로 이루어진 표면을 가지고 있으며, 상대적으로 밀도가 높다.

📌목성형 행성(Jovian Planets, Gas Giants & Ice Giants): 목성, 토성, 천왕성, 해왕성
목성형 행성은 외행성계로도 분류되며 주로 가스로 이루어져 있으며, 두꺼운 대기와 강한 자기장을 가진다

🔸외계 행성(Exoplanets)
태양계 바깥의 항성을 공전하는 행성을 의미
**트랜짓 기법(Transit Method)**과 도플러 효과(Radial Velocity Method) 등을 활용하여 탐색
생명 가능성이 있는 **골디락스 존(Goldilocks Zone)**의 행성 연구
🔸 왜소행성(Dwarf Planets)과 소행성(Asteroids)
명왕성, 세레스, 에리스 등과 같은 왜소행성 연구
소행성대(Asteroid Belt)와 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)의 천체 분석
🔸 혜성(Comets)과 유성체(Meteoroids)
혜성의 구성 성분(얼음, 먼지)과 궤도 분석
지구로 유입되는 유성체(운석)의 성분 연구

🟡 행성의 주요 연구 분야
📌 행성의 형성과 진화(Planetary Formation & Evolution)
태양계 및 외계 행성계가 형성되는 과정 연구한다
원시 행성계 원반(Protoplanetary Disk)에서 행성들이 태어났다.
중력에 의한 끌어당김, 충돌, 강착 과정을 통해 원반에 있던 물질들이 큰 덩어리로 되었으며 이후 원시행성들로 진화하였다.
태양풍에 의한 복사압으로 인해 덩어리로 뭉쳐지지 않은 천체들은 사라지고, 가스 대기를 잃지 않을 정도의 무거운 천체들은 살아남았다.
살아남은 행성들은 크기가 커지거나, 충돌을 겪으면서 물질을 방출하기도 하였는데, 이러한 충돌의 증거는 달이나 수성 등에 있는 충돌구를 통해 알 수 있다. 

📌 행성 내부 구조(Planetary Interiors)
행성의 핵(Core), 맨틀(Mantle), 지각(Crust) 연구한다
지구와 같은 암석 행성과 가스 행성의 내부 비교한다

무거운 물질은 중심부로 가라앉게 되는데 이 중에는 철이나 석질들이 포함되어 있으며, 이것은 행성은 중심핵이 되었다
이외 가벼운 물질들은 위에 남게 되는데 이는 핵의 윗부분인 맨틀이 되었다

📌 행성 대기(Planetary Atmospheres)
금성, 화성, 목성 등의 대기 성분 분석한다
대기의 화학적 조성과 기후 변화 연구한다
외계 행성의 대기를 분석하여 생명 가능성 탐색한다

 

📌 행성 자기장(Planetary Magnetism)
목성, 지구, 수성의 자기장 분석한다
자기장이 행성을 보호하는 역할 연구한다

📌 위성과 고리(Planetary Moons & Rings)
토성의 고리 구조와 형성 원인 연구한다.
목성의 이오, 유로파, 토성의 엔셀라두스 등 지하 바다를 가진 위성 연구한다. 

🟡 행성 연구 방법
관측천문학(Observational Astronomy)
광학 망원경과 적외선 망원경을 이용한 행성 관측한다.
허블 우주망원경(HST), 제임스 웹 우주망원경(JWST) 등을 통한 외계 행성 탐색

🔸지상 망원경 : 대형 광학 및 적외선 망원경을 이용하여 행성 표면과 대기를 관측한다
주요 지상 망원경 : 케크 천문대(Keck Observatory), VLT(Very Large Telescope), ALMA(Atacama Large Millimeter Array)

🔸우주망원경 : 지구 대기의 영향을 받지 않으므로 더 정밀한 데이터 확보하여 관측한다
주요 우주 망원경 : 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope, HST) , 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope, JWST), 케플러 망원경(Kepler Space Telescope)

🔸우주 탐사(Mission & Space Exploration)
행성 탐사선 : 주노(Juno, NASA), 카시니-호이겐스(Cassini-Huygens, NASA/ESA), 마스 리콘너선스 오비터(MRO, NASA)
로봇 탐사선: 퍼서비어런스(Perseverance, NASA) ,큐리오시티(Curiosity, NASA, 창어(Chang'e, CNSA, 중국)
유인 탐사 계획: NASA와 ESA의 달 및 화성 탐사 프로젝트

🔸컴퓨터 시뮬레이션(Computer Simulations)
행성 형성과 대기 흐름, 자기장 등을 모델링하여 예측하고 분석하는 방법이다. 

🟡 행성천문학의 응용과 중요성
✔ 태양계 기원 연구하여 태양계의 형성과 진화 과정 이해한다.
✔ 지구 환경 연구하여 기후 변화와 행성 대기 비교한다.
✔ 외계 생명 탐색하여 외계 행성의 생명 존재 가능성 분석
✔ 우주 개발을 통해 화성 및 달에 인간이 거주할 수 있는지 가능성을 연구한다.