(This artist's conception shows the rocky exoplanet GJ 1132b, located 39 light-years from Earth. New research shows that it might possess a thin, oxygen atmosphere - but no life due to its extreme heat. Credit: CfA/Dana Berry/Skyworks Digital)
과거 외계 생명체는 과학보다는 공상 과학의 영역에 가까웠습니다. 하지만 최근 태양계 및 외계 행성에 대한 연구가 크게 발전하면서 언젠가는 과학자들이 그 결정적인 증거를 찾을 가능성이 높아지고 있습니다. 하지만 여전히 저 멀리 떨어진 외계 행성의 생명체를 밝혀내는 일은 간단한 문제가 아닙니다.
최근 하버드 - 스미스소니언 연구소의 로라 셰퍼 (Laura Schaefer)를 비롯한 천문학자들은 지구에서 39광년 떨어진 매우 가까운 외계 행성인 GJ 1132b 비교적 옅지만 산소가 풍부한 대기를 가지고 있을 가능성을 보고했습니다. 하지만 동시에 연구팀은 이것이 생명체의 증거는 아니라고 보고 있습니다.
지구 대기 중 산소는 대부분 생명 활동인 광합성을 통해서 형성된 것입니다. 그렇다면 태양계에서 지구 이외에 산소가 풍부한 대기를 지닌 행성이 없기 때문에 산소가 풍부한 행성을 발견한다면 광합성과 생물체의 증거를 입증할 간접적인 증거로 볼 수 있을까요? 결론부터 말하면 아닙니다.
과학자들은 과거 금성 역시 산소가 풍부했다고 믿고 있습니다. 금성 역사의 초기에는 지구와 비슷한 환경이었는데, 태양과의 가까운 거리로 인해 금성의 바다가 증발하면서 금성의 기후가 크게 변하게 되었습니다. 온실 효과 폭주(green house runaway)라고 부르는 일련의 과정으로 우선 높은 온도 때문에 증발된 수증기가 자체적으로 온실 효과를 만들고 이로 인해 더 많은 수증기가 증발하면서 금성의 대기가 매우 뜨거워집니다.
그런데 금성은 강한 자기장이 없으므로 대기 상층의 수증기는 태양 에너지에 의해 바로 수소와 산소로 분해됩니다. 그러면 가벼운 수소는 우주로 날아가고 산소만 남게 됩니다. 이렇게 무생물적인 과정을 통해 산소가 풍부한 행성이 생성될 수 있습니다. 하지만 산소는 반응성이 강한 원자로 결국 금성 표면에서 탄소와 모두 결합해서 이산화탄소가 된 것으로 보고 있습니다.
GJ 1132b 역시 그 모항성에서 매우 가까운 행성입니다. 그 거리는 225만km 에 불과하며 표면 온도는 섭씨 232도 수준입니다. 강력한 자외선과 높은 열로 인해 수증기는 바로 산소와 수소로 분리되게 됩니다. 따라서 과학자들은 이 외계 행성이 아마도 산소와 물이 있는 것 같지만, 생명체가 존재할 것으로 보기는 어렵다고 생각하고 있습니다.
굳이 말하자면 이 외계 행성은 제 2의 지구가 아니라 제 2의 금성이라고 할 수 있습니다. 하지만 이와 같은 행성의 존재는 태양계가 우주에서 별로 독특한 행성계가 아니란 또 다른 증거 중 하나입니다. 그리고 언젠가는 제 2의 지구를 찾는 날도 오게 될 것입니다.
참고
"Predictions of the Atmospheric Composition of GJ 1132b," accepted for publication in The Astrophysical Journal: arxiv.org/abs/1607.03906
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