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2017년 6월 20일 화요일

우주 이야기 669 - 슈퍼지구에도 생물체가 살 수 있을까?



(Earth is surrounded by a giant magnetic bubble called the magnetosphere, which is part of a dynamic, interconnected system that responds to solar, planetary and interstellar conditions. Credit: NASA)


 과학자들은 우주에 지구보다 몇 배나 더 크지만 암석 행성인 슈퍼 지구가 흔하다는 사실을 발견했습니다. 여기서 흥미로운 질문은 슈퍼지구에 생명체가 살 수 있느냐는 것입니다. 이 질문에 대한 답은 표면 온도와 대기의 존재만으로 얻을 수 없습니다. 대기와 바다를 유지할 수 있게 도와주는 강력한 자기장의 존재가 필요하기 때문입니다. 


 다만 멀리 떨어진 지구에서 슈퍼 지구의 자기장을 측정하기는 곤란합니다. 대신 과학자들은 이론적인 연구와 실험을 통해서 슈퍼 지구의 자기장의 형성을 연구하고 있습니다. 로렌스 리버모어 국립 연구소 (Lawrence Livermore National Laboratory)의 과학자들은 지구상에서 가장 강력한 레이저 실험 장비인 미 국립 점화시설 (National Ignition Facility (NIF))을 이용해서 이 질문에 대한 답을 구할 수 있는 연구를 계획하고 있습니다. 


 NIF는 핵융합 연구 및 고에너지 물리학 연구를 위한 실험 장비로 여러개의 강력한 레이저 빔을 한 장소에 집중시켜 초고온 초고압 상태를 만드는 장치입니다. 500조와트의 강력한 레이저 출력이 가능합니다. 




 슈퍼 지구의 중심부는 3500만 기압에 초고압 초고온 상태일 것으로 추정됩니다. 그 압력과 온도는 당연히 지구 중심부보다 높습니다. 이와 같은 극단적 환경에서 철과 같은 금속 물질로 된 행성의 핵이 어떻게 작동할지 이해해야 슈퍼지구의 자기장을 이론적으로 재구성할 수 있습니다. 


 로렌스 리버모어 국립 연구소의 과학자들은 TARDIS (target diffraction in situ)라는 플랫폼을 이용해서 초고온 초고압 상태의 철을 연구할 것입니다. 그 압력은 5-20 magabar (100만 bar)에 달하는 데 초고온 상태에서 팽창하는 물질이 강력한 압력을 받는 것입니다. 이 과정을 연구하면 지구 중심부는 물론 슈퍼 지구 중심부의 상태에 대해서도 추정이 가능할 것입니다. 


 어떤 결과가 나올지는 아직 장담하기 어렵지만, NIF의 초강력 레이저가 슈퍼 지구와 다른 지구형 외계 행성이 생명체가 살기 좋은 조건인지 아닌지에 대한 단서를 제공할 수 있을 것입니다. 좋은 성과가 있기를 기대해 봅니다. 


 참고 


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