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2016년 5월 30일 월요일

우주 이야기 501 - 1200광년 떨어진 행성에 생명체가 있을까?



(An artist’s conception of Kepler-62f, a planet in the “habitable zone” of a star located about 1,200 light-years from Earth)


 천문학자들은 이미 수천 개에 달하는 외계 행성을 찾아냈습니다. 상당수는 가스 행성이지만, 지구 같은 암석형 행성도 적지 않습니다. 아마도 현재 관측 기술의 한계로 인해서 지구 같은 크기의 행성이 상대적으로 적게 발견된 것일뿐 실제로 우주에 지구 같은 크기의 암석행성은 대단히 흔할 것으로 생각됩니다. 하지만 그들 가운데 아마도 극히 일부만 생명체가 살만한 환경일 것입니다. 


 미 국립 과학재단 (NSF) 및 UCLA의 천문학자인 아오마와 쉴즈(Aomawa Shields)와 그의 동료들은 지구에서 1,200광년 떨어진 외계 행성 Kepler-62f의 환경을 검증했습니다.


 이 외계 행성은 태양보다 어두운 별 주변을 공전하고 있으며 지름은 지구보다 40% 정도 큰 슈퍼 지구형 행성입니다. 만약 지구와 대기 구조가 동일하다고 가정하면 생명체가 살기에는 추운 환경입니다. 


 하지만 우리가 간과해서는 안되는 사실이 있습니다. 지구 역시 태양계 초기에는 비슷한 상황이었다는 것입니다. 40억년 전 태양은 지금보다 30%는 어두웠습니다. 하지만, 우리는 당시 지구는 물론 화성에도 액체 상태의 물이 있을 만큼 따뜻했다는 사실을 알고 있습니다. 더 나아가 그 시기 지구에서는 생명체가 탄생했습니다. 


 그런 일이 가능했던 이유는 당시 지구나 화성에 지금보다 더 많은 온실 가스가 존재했기 때문입니다. 물론 금성처럼 극단적인 경우에는 도저히 생명체가 살 수 없지만, 적당한 수준의 온실 효과가 없다면 사실 현재 지구도 생명체가 살기에는 적합하지 않을 정도로 추운 행성이 될 것입니다. 


 연구팀은 여러 가지 시나리오를 가정해서 Kepler-62f의 온실 효과를 검토했습니다. 지구보다 큰 만큼 더 두꺼운 대기를 가지고 있을 가능성이 있으며, 지구처럼 광합성을 하는 생물이 없으면 대기 중 이산호탄소 농도가 훨씬 높을 것입니다. 연구팀은 지구 이산화탄소 농도의 2500배 범위, 지구 대기 밀도의 12배 범위에서 다양한 시뮬레이션을 진행했습니다. 그리고 공전 궤도 역시 검토 범위에 넣었습니다. 


 그 결과 생각보다 많은 경우에 생명체가 존재할 수 있을 만큼의 따뜻하고 안정적인 기후를 유지할 수 있다는 결론이 나왔습니다. 물론 이것이 생명체가 그곳에 있다는 강력한 증거는 될 수 없지만, 생명체가 살 수 있을만한 환경을 지닌 행성이 적지 않을 것임을 시사하는 것입니다. 


 앞으로 더 강력한 망원경이 등장하면 실제로 행성의 스펙트럼을 직접 확인해서 대기 구성은 물론 표면 온도에 대한 여러 가지 정보를 직접 확보할 수 있게 될 것입니다. 가까운 미래에 우리는 좀 더 확신을 가지고 생명체가 거주할만한 행성이 어딘지를 이야기할 수 있을 것입니다. 


 참고 


Aomawa L. Shields et al. The Effect of Orbital Configuration on the Possible Climates and Habitability of Kepler-62f, Astrobiology (2016). DOI: 10.1089/ast.2015.1353 


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