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우주 이야기 616 - 모든 지구형 행성이 지구 같지는 않다?



(Artist rendition of interior compositions of planets around the stars Kepler 102 and Kepler 407. The picture shows what minerals are likely to occur several different depths. Kepler 102 is Earth-like, dominated by olivine minerals, whereas Kepler 407 is dominated by garnet, so less likely to have plate tectonics. Credit: Robin Dienel, Carnegie DTM)


 천문학자들은 수천 개가 넘는 외계 행성을 찾아냈습니다. 가장 흔한 것은 해왕성보다 큰 가스 행성들이지만, 현재의 관측 기술로 큰 행성을 쉽게 찾을 수 있다는 점을 감안하면 아마 크기가 작은 지구형 행성이 매우 흔할 것이라는 가정이 가능합니다. 그런데 모든 지구형 암석 행성들이 지구와 비슷할까요? 어쩌면 화학적 구성에 따라서 그 환경이 매우 다를 수 있다는 주장이 제기되었습니다. 


 미 천문학회 (American Astronomical Society (AAS)) 에서 발표된 새로운 연구에 의하면 지구와 유사한 질량과 크기를 지닌 행성이라도 그 주요 구성 암석은 다를 수 있다고 합니다. 예를 들어 지구에서 가장 흔한 암석인 감람석 (Olivine, (Mg,Fe)2SiO4) 대신 석류석 (garnet, 규산염 광물의 일종으로 1월이 탄생석)이 주성분을 이루는 행성의 경우 지구와는 지각 및 판 구조가 많이 달라집니다. 


 천문학자 요하나 테스케 (Johanna Teske)와 그 동료들은 SDSS (Sloan Digital Sky Survey) / APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) 데이터를 활용해서 지구형 암석 행성을 지닌 행성계에 대한 연구를 진행했습니다. 케플러 우주 망원경이 관측한 데이터를 합쳐 총 20만개의 별에 대한 정보를 추출하고 이중에서 지구형 행성이 있는 행성계를 선정해 화학적 조성을 비교한 것입니다. 


 연구팀이 대표적으로 예를 든 별은 케플러 102와 케플러 407입니다. 케플러 102는 태양과 조성이 비슷하지만 케플러 407은 실리콘의 비중이 훨씬 높습니다. 따라서 그 주변에 형성된 암석 행성 역시 화학적 조성이 서로 달라 전자는 지구처럼 감람석이 많으면 후자는 석류석이 많습니다. 연구팀은 주변의 행성에 대해서 자넷(Janet, 케플러 407)과 올리브 (Olive, 케플러 102) 라는 명칭을 붙였습니다. 


 올리브의 지각 및 맨틀 구조는 지구와 비슷해서 지구와 비슷한 바다와 대륙 환경이 유지될 수 있지만, 자넷의 경우 지구에서 볼 수 있는 판구조가 장기간 유지되기 어려울 것이라는 것이 연구팀의 주장입니다. 이것이 옳다면 지구형 행성 가운데 일부만이 지구와 비슷한 환경을 가지고 있을 것입니다. 


 하지만 개인적인 판단은 지구와 환경이 다르다고 해서 반드시 생명체가 없다고 말하기는 어려운 것이 아닐까하는 것입니다. 어쩌면 지구 다른 환경에서 적응한 독특한 생명체가 존재할 가능성이 있습니다. 물론 이를 검증하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지만, 언젠가 인류가 해답을 얻게 될 것으로 기대합니다. 


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