(CO2-rich planetary atmosphere exposed to a plasma discharge in Sarah Hörst's lab. Credit: Chao He)
지난 수십 년 간 수천 개 이상의 외계 행성이 발견됐습니다. 이제 과학자들은 단순히 외계 행성의 존재를 증명하는데서 벗어나 외계 행성의 특징을 파헤치고 있습니다. 당연히 가장 중요한 과제는 이 외계 행성에 생명체가 존재하는지를 검증하는 것입니다.
하지만 멀리 떨어진 작은 점에 불과한 외계 행성에서 생명체를 직접 포착한다는 것은 현실성이 떨어지는 이야기입니다. 그보다 표면 온도와 대기 환경, 물과 유기물의 존재를 통해 가능성을 검증하는 것이 먼저입니다. 당연히 지구와 비슷한 산소가 풍부한 대기, 유기물과 물의 존재는 지구와 유사한 환경임을 강력히 시사합니다. 하지만 산소의 존재가 생명체의 확실한 증거는 아닐 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다.
존스 홉킨스 대학의 카오 헤 교수(Chao He, assistant research scientist in the Johns Hopkins University Department of Earth and Planetary Sciences)는 슈퍼 지구나 미니 해왕성 크기의 외계 행성의 대기를 실험실에서 재연해서 다양한 실험을 진행했습니다. 이산화탄소, 물, 암모니아, 메탄이 풍부한 대기에 자외선 및 다양한 에너지를 노출시키고 다양한 온도에서 변화를 관찰했습니다. 이를 위해 Planetary HAZE (PHAZER) 라는 실험 장치를 사용했습니다. (사진)
그 결과 생명체의 존재없이 무생물적 과정을 통해 산소와 유기물이 얼마든지 생성될 수 있다는 결과가 나왔습니다. 이는 산소와 유기물, 물의 존재를 확인해도 지구 같이 생명체가 있다는 증거는 아니라는 점을 시사하지만, 반대로 완전히 가능성을 부정하는 것도 아닙니다. 당연히 물이 있고 산소가 있고 온도가 적당하다면 생명체 존재 가능성을 의심하고 더 추가 연구를 진행해야 하겠죠. 다만 생명체가 있을 것이라고 확신할 순 없다는 것입니다.
외계 행성에 생명체가 존재한다는 사실을 어떻게 증명할 것인지는 매우 도전적인 과제 가운데 하나입니다. 많은 과학자들이 방법을 고민하고 있고 점차 관측 기술이 발전하는 만큼 언젠가 인류가 해답을 찾게 될 것이라고 생각합니다.
참고
Chao He et al, Gas Phase Chemistry of Cool Exoplanet Atmospheres: Insight from Laboratory Simulations, ACS Earth and Space Chemistry (2018). DOI:
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