우주에서 또 다른 지구가 존재할 만한 조건
'우주에 생명체가 존재 할까' 라는 질문은 정말 질리지 않는 떡밥인 것 같습니다. 만약 발견되기만 한다면 대형 사건이 분명하거든요.
종교, 문화등 지구중심의 모든 가치관을 뒤집어 버리는 아니, 인류 역사를 송두리째 바꾸어버리는 일이 되어 버리겠지요.
아시는 대로, 아직 지구의 문명은 겨우 달에 사람을 보낸 수준입니다. 무인탐사라도 불과 얼마 전에야 명왕성에 보낼 수 있을 정도 였지요.
뭔가를 직접 보내서 탐사하려면, 문명이 몇 단계 더 진화해야 가능할 겁니다. 하지만 인류의 호기심은 끝이 없는 법.
이렇게 우주가 큰데, 생명체가 없을 것 같지는 않고.
그렇다고 탐사선을 보낼 기술은 아직 만들지 못했고.
그럼 현재까지 개발된 기술만으로 지구형 행성을 찾아보자!
하물며 게임도 공략집이 있어야 풀어나가기 쉽습니다. 무조건 망원경으로 찾아 해메는 것 보다는 행성이 있을 만한 곳을 집중 공략하는 것이 좀 더 수월할 겁니다.
그래서 천체과학자들이 다음과 같이 지구형 행성의 조건에 대해 정리 했었습니다.
(과거형 문구입니다. 과거형이에요…)
주 항성의 나이가 길 것
10억년 이상이 되어야 생명의 진화가 가능합니다.
주 항성의 온도가 적당할 것
'차가운 F형', 중간의 G형, '뜨거운 K형의 항성을 집중 공략합니다.
주 항성이 일정한 밝기를 가질 것
급격한 밝기 변화를 보이는 항성에서는 생명이 살 수 없습니다. 몇 년 주기로 태양이 미친 듯이 뜨겁다가 식었다면, 인류 자체가 존재하지 않았겠죠.
주 항성과의 거리가 적당할 것
이건 수성과 명왕성의 환경을 떠올려 보면 됩니다. CHZ ((circumstellar habitable zone) 이라 불리며, 항성계 내의 골디락스존 입니다.
주 항성의 위치가 은하 중심과 적당할 것
만약 항성계가 은하 중심과 가까우면, 중심에서 일어나는 활발한 천체활동 덕분에 지구형 행성이 생기기 어렵습니다.
블랙홀에 강한 방사선 등등. 하루에 한번씩 핵폭탄급 운석이 충돌하면 곤란하겠죠.
만약 너무 멀면 중원소가 뭉쳐질 가능성이 낮고, 지구와 같은 암석형 행성이 생길 가능성이 낮아집니다.
이 공간은 GHZ (Galactic habitable zone) 라고 불립니다. 은하계 내의 골디락스존 입니다.
행성의 구성성분 중 중원소 함량이 높아야 할 것
암석형 행성 중에서도 예를 들어 지구의 경우 외핵이 액상철로 되어 있습니다.
이 녀석이 안에서 순환 하면서 자기장을 만들어 내는데요. 덕분에 지구의 대기는 안정적으로 유지되고, 지구의 생물들은 태양 방사선으로부터 보호받을 수 있지요.
행성의 자전, 공전의 축과 주기가 극단적이지 않아야 할 것
어찌 보면 당연하겠군요. 계절변화 혹은 일간 날씨 변화의 차가 크지 않아야 살기 좋겠지요.
그런데 이 조건이 과거형이라고 말씀 드렸죠.
최근 연구결과에 따르면, 목성의 위성 유로파에 액체상태의 바다가 있는 것으로 예상되고 있습니다. 물의 바다라는 추측이 조심스럽게 나왔습니다.
토성의 행성 타이탄에서는 액체 메탄이 지구와 비슷한 기상현상을 일으킨다고 관측되었습니다.
지구의 바다에는 햇빛 없이 생명활동을 이어가는 심해 열수공 먹이사슬이 발견되었습니다. 너무 추워 생명이 없을 것 같은 남극에서 암석균이 발견되었지요.
이 내용을 조합해 본다면…
네, 굳이 CHZ / GHZ의 골디락스 존이 아니더라도 생명이 발견될 확률이 있다는 결론이 나옵니다. (그래서 이들 위성에 보낼 탐사선의 준비가 활발하지요.)
인류가 다른 생명체를 만날 확률이 더 높아졌습니다!
확률이 높아졌다고, 생명체가 직접 와서 악수를 건네지는 않을 겁니다. (…….혹시 벌써 만났을런지도 모르지요. ㅋ)
어찌됐던 위에 정리된 조건에 맞춰, 지구형 행성을 찾는 프로젝트는 활발하게 이루어지고 있습니다.
미국의 케플러 미션과 유럽의 COROT 미션이 대표적입니다. 항성 주위에 행성이 공전하면, 일식 현상에 의해 항성의 밝기가 바뀌는데요. 이 현상을 활용해서 지구 밖 행성을 찾아내고 있습니다.
공전 주기를 계산하고, 여기에 주항성의 색온도를 조합하면, 발견된 행성이 CHZ의 골디락스존에 있는지 없는지의 확인이 가능합니다.
두 미션 모두 우주 망원경을 사용하고 있지만, 지상 천문대에서도 미션이 이루어지며
2007년 4월 4일 유럽팀이 발견한 글리제 581c의 경우, 칠레의 라 실라(La Silla) 유럽 천문대에서 찾아내기도 했지요.
이외에 2011년 12월 5일 미국팀에 의해 발견된 케플러-22b도 슈퍼지구로 예상되고 있으며,
최근 화제가 되었던 HD 40307 항성계의 HD 40307g는 2012년 일본 관측팀이 발견해서 꾸준히 연구가 이어져 오고 있습니다.
글을 너무 광범위 하게 펼쳐 나가서, 마무리 짓기가 쉽지 않네요. 이번 글에서 정리 하고픈 내용은 ‘어떤 조건에서 슈퍼 지구를 발견할 수 있는가 였습니다.’
세 줄 결론을 내면 다음과 같습니다.
지구형행성이 존재할 수 있는 곳은 은하에서 거리가 적당히 먼 항성계임.
항성계 중에서도 거리가 적당히 먼 암석형 행성임.
가장 가능성이 높은 항성계는 글리제 581, 케플러 22, HD 40307 정도로 압축됨
사실 지구형 행성 관측은 첫 발견부터 확정 발표까지, 4-5년 이상이 오랜 기간이 필요한 미션인데요.
과학기술이 해가 다르게 발전하고 있어, 지금 추세라면 더 빠른 시간에 더 많은 슈퍼지구를 찾을 수 있지 않을까 생각됩니다.
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