기본 콘텐츠로 건너뛰기

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 


댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...