기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 189 - 외계 행성에서 물의 증거를 발견한 허블 우주 망원경

 


 지구에서 다양한 생명체의 존재를 가능하게 만들었던 것이 바로 물이기 때문에 과학자들은 외계 행성에서 물의 존재를 찾기 위해 노력하고 있습니다. 비록 물 자체는 매우 흔한 분자이긴 하지만 그 존재를 확인한다는 것은 만만치 않은 일입니다. 현재까지 외계 행성을 찾는 일은 식현상을 이용하거나 모항성의 흔들림을 이용하는 등 간접적인 방법이고 실제 직접 망원경으로 관측이 가능한 경우는 매우 드문 상태입니다. 그런만큼 외계 행성의 물의 존재를 직접 증명한다는 것은 사실 현재로써는 가능하지 않은 일입니다.


 하지만 이가 없으면 잇몸이라는 속담처럼 과학자들은 더 강력한 망원경이 개발되기를 기다리기 전에 다른 방법을 이용해 간접적으로 물의 존재를 증명하는 방법을 고민해 왔습니다. 그리고 최근 국제 과학자팀이 간접적인 방법을 이용해서 외계 행성의 대기 중에 있는 물분자의 존재를 증명하는데 성공했다고 하네요. 


 수십에서 수백광년 정도 떨어져 있는 외계 행성의 대기 구성 성분을 지구에서 확인한다는 것은 믿기 힘든 일일지도 모르지만 가능한 방법이 있습니다. 과학자들은 대기에서 나오는 빛의 스펙트럼을 분석해서 그 구성 물질을 알 수 있습니다. 왜냐하면 모항성이 빛이 행성의 대기를 통과할 때 대기 속의 물질이 특정 파장의 빛을 강하게 흡수하기 때문이죠. 이를 흡수 스펙트럼 (absorption spectrum) 이라 부르며 이를 분석하면 어떤 화학물질속을 통과했는지를 분석할 수 있습니다. 


 나사 고다드 우주 비행 센터의 행성 과학자 아비 만델 (Avi Mandell, a planetary scientist at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md) 와 그의 동료들로 구성된 과학자 팀과 메릴랜드 대학의 드레이크 데밍 (L. Drake Deming of the University of Marylan) 이 이끄는 연구팀은 허블 우주 망원경의 데이터를 분석해서 총 5 개의 외계 행성 (WASP-17b, HD209458b, WASP-12b, WASP-19b, XO-1b ) 이 그 모항성 앞을 지날 때 흡수한 빛의 스펙트럼을 분석하는 데 성공했습니다. 


 말은 쉬워도 매우 어려운 작업인게 별 자체의 흡수 스펙트럼과 혼동하지 않기 위해서는 외계 행성이 모항성 앞을 지나는 순간을 포착, 지나가는 중과 지나간 후의 미세한 흡수 스펙트럼 변화를 체크해야 하기 때문입니다. 대개 행성은 항성과는 비교할 수 없이 작기 때문에 이는 매우 힘든 작업입니다. 아무튼 이를 분석한 과학자들은 외계 행성에도 물이 존재한다는 사실을 알 수 있었습니다. (아래 동영상/사진 참조) 




(식현상과 흡수 스펙트럼 변화를 이용한 대기 중 물질 분석 illustration depicting the atmosphere of a planet absorbing and transmitting different wavelengths of its star's light To determine what’s in the atmosphere of an exoplanet, astronomers watch the planet pass in front of its host star and look at which wavelengths of light are transmitted and which are partially absorbed. (Credit: NASA's Goddard Space Flight Center)  )       




(동영상) 


 연구팀의 리더인 데밍은 '외계 행성의 대기를 분석하는 일은 대단히 힘들지만 우리는 분명히 확실한 물의 신호를 잡아냈다' 라고 언급했습니다. 만델이 팀이 분석한 외계 행성의 대기는 WASP-12b, WASP-17b, WASP-19b  이며 데미의 팀이 분석한 외계 행성의 대기는 HD209458b, XO-1b 입니다. 물의 존재를 발견했다는 것 보다 더 중요한 것은 외계 행성의 대기를 분석할 테크닉을 개발했다는 것으로 향후 연구에서 다른 외계 행성의 대기를 분석하는 데 중요한 역할을 할 것으로 보입니다. 엄청나게 멀리 떨어진 외계 행성의 대기를 분석했다는 것 자체로 현대 과학의 쾌거라 할 수 있습니다. 


 다만 이번에 분석한 외계 행성들은 모두 모항성 가까이에 있는 큰 외계 행성으로 (쉽게 말해 뜨거운 목성 hot jupiter 형 행성) 물의 존재가 있다해도 생명체가 존재할 가능성은 거의 생각하기 힘듭니다. 하지만 향후 더 연구가 진행되면 언젠가 생명체가 존재할 만한 외계 행성에서 물의 존재를 밝혀낼 날도 있을 것으로 기대합니다. 


 참고 


  Journal Reference:

  1. Avi M. Mandell, Korey Haynes, Evan Sinukoff, Nikku Madhusudhan, Adam Burrows, Drake Deming. EXOPLANET TRANSIT SPECTROSCOPY USING WFC3: WASP-12 b, WASP-17 b, AND WASP-19 b. The Astrophysical Journal, 2013; 779 (2): 128 DOI: 10.1088/0004-637X/779/2/128




라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

인슐린 주사 일주일에 한 번만 맞아도 된다?

   당뇨병은 관리가 까다로운 만성 질병 중 하나입니다. 특히 인슐린 주사가 필요한 경우에는 더 관리가 어렵습니다. 하루에 주사를 몇 번씩 맞아야 하면 찌르는 것도 고통이고 실수로 건너뛰거나 용량을 실수하는 경우도 드물지 않습니다. 특히 고령 환자의 경우 더 위험할 수 있습니다. 이런 문제를 극복하기 위해 여러 제약 회사들이 새로운 투여 방법과 인슐린 제제를 내놓고 있습니다.   최근 2상 임상 시험을 마친 노보 노디스크 ( Novo Nordisk )의 인슐린 아이코덱 ( icodec )은 일주일에 한 번 투여하는 장시간 인슐린 제제입니다. 아이코덱은 효소에 의해 분해되는 것을 막는 변형 인슐린 분자로 혈액에서 알부민과 결합해 서서히 분리되기 때문에 한 번 주사로도 일주일이나 효과를 유지할 수 있습니다.   하지만 이렇게 장시간 작용하는 인슐린 제제의 경우 환자의 식사나 운동 같은 상황 변화에 인슐린 농도가 적절하게 유지되지 않을 가능성이 있습니다. 이번 2상 임상시험에서는 247명의 당뇨 환자를 두 그룹으로 나눈 후 실험군은 일주일에 한 번씩 아이코덱을 투여받고 매일 위약을 투여받았습니다. 그리고 대조군은 반대로 일주일에 한 번씩 위약을 투여받고 하루에 한 번씩 장시간 인슐린 제제인 란투스 (Lantus, glargine) 100U을 투여받았습니다.   26주에 걸친 임상 실험 결과 하루에 한 번 란투스를 투여받은 그룹이나 일주일에 한 번 아이코덱을 투여받은 그룹에서 특별한 합병증 차이를 발견할 수 없었습니다. 혈당 조절의 지표인 당화 혈색소 (HbA1c) 농도 역시 아이코덱 그룹에서 1.33% 감소한 반면 란투스 그룹에서 1.15% 정도 감소해서 큰 차이는 없었습니다. 그렇다면 하루에 한 번 투여하는 대신 일주일에 한 번 투여하는 것이 더 편리하고 실수로 두 번 투여하거나 건너 뛸 위험성이 적을 것입니다. 이 연구 결과는 뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨 ( New England Journal...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기