외계 행성과 생명체 탐사
우리 은하에는 약 천억 개의 별이 있고 그중의 상당수는 태양처럼 행성들을 거느리고 있는 것으로 보인다. 그렇다면 지구와 환경이 비슷한 행성들은 얼마나 될까? 그런 행성이 있다면 그곳에도 생명체가 있을까? 여기서는 그 가능성을 알아보고, 지구 밖에 존재할지 모르는 외계 생명체의 탐사 방법을 알아보자.
▶ 외계 생명체는 존재할까?
우연인지 필연인지 지구는 생명체가 살아가기에 딱 알맞은 조건을 지니고 있다. 우선 유기물로 이루어진 생명체가 살기에 적당한 온도를 유지하고 있고, 생명체의 몸속에서 물질대사가 활발히 이루어지도록 풍부한 물을 가지고 있다. 게다가 대기와 자기장이 유해한 우주선을 막아 주어 그야말로 생명체가 생존하기 위한 최적의 조건을 갖추었다. 그렇다면 드넓은 우주에는 지구와 유사한 환경을 가진 행성은 더 이상 전재할 수 없을까?
실제로 지구 내에서 생명체가 존재할 수 있는 조건은 아주 다양해서 햇빛이 전혀 닿지 않는 지하 깊숙한 곳이나 심해에서도 생명체가 살고 있고, 심지어 산소 없이 살아가는 생물도 발견되고 있다. 이에 따라 과학자들 중에는 미생물 수준의 생명체는 우주에서 흔하고, 어쩌면 태양계 내에도 존재할 수 있다고 주장한다. 이웃 행성인 화성 및 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 타이탄의 환경이 지구의 극한 환경과 크게 다르지 않아 이들 천체에서는 생명체가 존재할 확률이 있다고 본다.
태양계 내에서 생명체를 찾는 방법은 탐사선을 직접 보내는 방식이 가장 확실하다. 미국의 NASA는 지구를 제외한 태양계 내부의 생명체 탐사에 박차를 가하고 있으며, 일부 탐사선은 화성에서 물의 존재를 밝혀내는 등 그 가능성을 확인하고 추가적인 탐사 활동을 진행하고 있다.
그렇다면 태양계 밖의 행성계가 생명체를 가질 가능성은 얼마나 될까? 다음 탐구는 별들의 일반적인 특성에 따라 생명체가 존재할 수 있는 행성계를 가질 만한 별들을 알아보는 것이다.
외계 행성 탐사하기
태양계 바깥의 행성을 찾아내는 외계 행성 탐사는 1990년대 초에 시작되어, 2010년 현재까지 약 490개의 외계 행성이 발견되어 아주 빠른 속도로 연구가 이루어지는 분야이다. 하지만 행성들가지 거리가 너무 멀어 대부분의 연구는 외계 행성을 직접 관측하는 방식이 아니라 여러가지 간접적인 방법을 통해 이루어진다.
과학자들이 가장 많이 쓰는 방법은 도플러 효과를 이용하는 것이다. 스스로 빛을 낼수 없는 행성은 별에 비하면 너무 어두워 직접 관측이 불가능하지만, 행성에 의한 중심별의 떨림 현상을 관측할 수는 있다. 별은 행성에 비해 질량이 매우 크기 때문에 중심 별의 떨림은 아주 미세하지만 별의 스펙트럼을 분석하면 도플러 효과에 의한 이동 정도를 알기에는 충분하다. 이때 파장변화는 행성의 질량에 비례하므로 이를 통해 행성의 질량을 추정하게 된다.
다음으로는 식 현상을 이용하는 방법이 있다. 만일 행성이 중심 별의 바로 앞을 지나게 되면 그 순간 별의 밝기가 어두워지는데, 이를 통해 행성의 존재를 알아내는 것이다. 별의 행성이 지구에서 볼 때 나란히 놓인 경우에 쓸 수 있는 방법이지만, 도플러 효과와 함께 응용하면 행성의 크니가 질량을 알 수 있는 장점이 있다. 또한 행성이 별 앞을 지날 때 행성의 대기를 통과하는 별빛을 관찰하면 행성의 대기 성분도 알 수 있다.
최근에는 미세 중력 렌즈 현상이 외계 행성 탐사에 많이 활용된다. 이 방법은 앞에 위치한 천체의 중력으로 인해 뒤쪽 천체의 빛이 아주 미세하게 굴절하는 현상을 이용하는 것이다. 이 때 앞에 위치한 별이 행성을 가지고 있으면 행성의 중력이 추가적인 변화를 일으키는데, 이를 통해 행성의 존재 여부를 알아낸다.
그 밖에도 펄서 주위에 행성이 돌고 있으며 펄서 신호의 주기가 달라지는 것을 통해 행성을 발견하기도 하며, 행성을 거느린 별이 운동할 때 직선이 아닌 꼬불꼬불한 경로를 그리는 현상을 이용해 발견하기도 한다.
그러면 이렇게 다양한 방법으로 찾아낸 외계 행성들 중에서 생명체가 존재할 가능성은 얼마나 될까?
지금까지 조사에 따르면 우리 은하에는 태양과 비슷한 물리적 특성을 가진 별들이 아주 흔하고, 태양계처럼 행성을 가진 별들도 상당할 것으로 추정된다. 그중에는 생명체가 생겨날 수 있는곳도, 나아가서는 지적 생명체가 존재할 확률은 더우 ㄱ줄어든다.
과학자들은 우주에서 생명체가 생겨날 가장 중요한 요소로 액체 상태의 물을 지적한다. 물은 다양한 종류의 화학 물질을 녹일 수 있어 복잡한 유기물 분자가 탄생할 수 있는 최적의 장소이다. 물 분자는 우주 곳곳에서 발견되므로 우주에는 액체 상태의 물이 존재하는 곳도 분명히 있을 것이다.
또한 과학자들은 지구에서처럼 탄소 원자가 외계 생명체의 기본 구성물질이라고 생각한다. 탄소 원자는 다른 원자들과 쉽게 화학적으로 결합하는 성질이 있어 다양한 화합물을 만들 수 있다. 실제로 단백질의 기본 구조인 아미노산은 운석이나 성간 기체에서도 흔히 발견된다.
하지만 여러 가지 과학적인 근거에도 불구하고 외계 생명체는 아직까지 존재할 가능성이 높다는 주장일 뿐이지, 실제로 외계 생명체를 발견하기 전까지는 어디까지나 추정에 불과하다.
현재의 과학 기술로는 태양게 밖에 존재하는 외계 행성들을 이제 막 찾아내기 시작한 단계에 불과하며, 그나마 발견된 외계 행성들도 거리가 너무 멀어 그 환경을 추정하거나 분석하여 생명체의 존재 가능성을 살펴보는 것뿐이다. 그렇지 않으면 외계의 지적 생명체가 우리 지구로 보냈을지 모르는 신호를 받아서 확인하는 방법밖에 없다.
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