외계생명체 존재의 가능성: 신호의 존재
나사의 제임스 웹 우주 망원경은 멀리 떨어진 행성에서 생명의 신호일 수 있는 초기 증거를 발견했을 수 있습니다.
이 망원경은 디메틸 설파이드(DMS)라는 분자를 감지했을 수 있습니다. 적어도 지구에서는 이것이 생명에 의해서만 생성됩니다.
연구자들은 120광년 떨어진 행성에서의 이 감지가 "확실하지 않다"고 강조하며, 그 존재를 확인하기 위해 더 많은 데이터가 필요하다고 밝혔습니다.
연구자들은 또한 행성의 대기에서 메탄과 이산화탄소도 감지했습니다.
이러한 가스의 감지는 행성 K2-18b에 물로 이루어진 바다가 있을 수 있음을 의미할 수 있습니다.
이 연구를 이끈 케임브리지 대학의 니쿠 마두수단 교수는 BBC 뉴스에 자신의 전 팀이 결과를 보고 "충격을 받았다"고 말했습니다.
"지구에서 DMS는 오직 생명에 의해서만 생성됩니다. 지구 대기 중 대부분은 해양 환경에서 식물플랑크톤이 배출하는 것입니다."라고 그는 말했습니다.
외계 생명체의 존재입증을 위해서 훨씬 더 많은 데이터가 필요하다
하지만 마드후수단 교수는 DMS 탐지를 잠정적인 것으로 설명하며, 그 존재를 확인하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요하다고 말했습니다. 그 결과는 1년 내에 기대된다고 합니다.
"만약 확인된다면, 이는 엄청난 일이 될 것이고, 우리가 이렇게 큰 주장을 하고 있으니 이를 올바르게 처리하는 책임감을 느낍니다."
이는 천문학자들이 먼 별을 공전하는 행성에서 DMS의 가능성을 감지한 첫 번째 사례입니다. 그러나 그들은 2020년에 금성의 구름에서 생명체가 생성할 수 있는 또 다른 분자인 포스핀의 존재에 대해 주장한 것이 1년 후에 논란이 된 것을 감안하여 결과를 신중하게 다루고 있습니다.
그럼에도 불구하고, 연구와 무관한 런던 왕립천문학회 부국장인 로버트 매시 박사는 결과에 대해 흥분하고 있다고 말했습니다.
"우리는 우주에서 우리만이 존재하는지에 대한 그 큰 질문에 대답할 수 있는 지점으로 천천히 나아가고 있습니다," 그는 말했습니다.
"나는 언젠가 생명의 징후를 발견할 것이라고 낙관하고 있습니다. 어쩌면 이것이 될 수도 있고, 10년 혹은 심지어 50년 후에 우리가 가진 증거가 가장 설득력 있는 설명이 될 것입니다."
JWST는 먼 행성의 대기를 통과하는 빛을 분석할 수 있습니다. 그 빛은 그 대기의 분자들의 화학적 서명을 포함하고 있습니다. 빛을 그 구성 주파수로 분할함으로써 - 마치 프리즘으로 무지개 스펙트럼을 만들어내듯 - 세부사항을 해독할 수 있습니다. 결과 스펙트럼의 일부가 누락된 경우, 그것은 행성 대기의 화학물질에 의해 흡수되었음을 의미하며, 연구자들이 그 구성을 발견할 수 있게 해줍니다.
이 업적은 행성이 1.1백만 억 km 떨어져 있기 때문에 더욱 놀라운 일입니다. 따라서 우주 망원경에 도달하는 빛의 양은 매우 적습니다.
DMS뿐만 아니라, 분광 분석은 메탄과 이산화탄소 가스가 상당한 확신을 가지고 풍부하게 존재하는 것을 감지했습니다.
이산화탄소와 메탄의 비율은 수소가 풍부한 대기 아래에 물의 바다가 존재할 수 있다는 것과 일치합니다. NASA의 허블 망원경은 이전에 수증기의 존재를 감지했었기 때문에, K2-18b로 명명된 이 행성은 훨씬 더 강력한 JWST에 의해 조사된 최초의 행성 중 하나였습니다. 그러나 바다의 가능성은 큰 진전입니다.
생명의 조건
행성이 생명을 지탱할 수 있는 능력은 그 온도, 탄소의 존재, 그리고 아마도 액체 상태의 물의 존재에 달려 있습니다. JWST에서의 관측 결과는 K2-18b가 이 모든 조건을 충족시키는 것으로 보인다고 제안합니다. 하지만 행성에 생명을 지탱할 가능성이 있다고 해서 실제로 그러한 것은 아니므로, DMS의 가능한 존재는 매우 매혹적입니다.
이 행성을 더욱 흥미롭게 만드는 것은 지구와 같은 이른바 암석 행성들과는 달리, 생명체의 후보로서 멀리 떨어진 별들을 돌고 있는 행성들과는 다르다는 것입니다. K2-18b는 지구의 거의 9배 크기입니다.
지구와 넵튠 사이의 크기를 가진, 다른 별들을 돌고 있는 외계 행성들은 우리 태양계 내에서는 찾아볼 수 없는 것으로, 이러한 '중간 넵튠'은 그 성질이나 대기의 본질이 잘 이해되지 않고 있습니다. 이는 카디프 대학의 수바지트 사르카 박사가 말한 것으로, 그는 분석 팀의 또 다른 멤버입니다.
"이러한 종류의 행성이 우리 태양계 내에는 존재하지 않지만, 중간 넵튠은 지금까지 은하계에서 알려진 가장 흔한 행성 유형입니다," 그가 말했습니다.
"우리는 지금까지의 거주 가능 영역 내 중간 넵튠 중 가장 상세한 스펙트럼을 얻었고, 이를 통해 그 대기 안에 존재하는 분자들을 파악할 수 있었습니다."
제임스 웹 우주 망원경
제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope, JWST)은 나사(NASA)를 비롯한 유럽우주국(ESA) 및 캐나다우주국(CSA)의 협력으로 개발된 차세대 우주 망원경입니다. 2021년 12월 25일에 발사되어, 허블 우주 망원경의 후계자로 여겨지며, 우주의 초기 상태를 관찰하고, 은하, 별, 행성의 생성 과정을 연구하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.
JWST는 약 1.5백만 킬로미터 떨어진 지구-태양 라그랑주 점 L2에 위치해, 우주의 가장 깊은 부분을 관찰할 수 있도록 설계되었습니다. 이 망원경은 적외선 영역에서 관찰을 수행하여, 먼지로 덮인 별이나 은하의 탄생을 포착하고, 우주의 초기 상태에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.
JWST는 6.5미터 직경의 주 거울을 갖추고 있으며, 이는 허블 우주 망원경의 거울보다 훨씬 크기 때문에 더 많은 빛을 수집하고, 더 높은 해상도와 감도를 제공합니다. 이를 통해 과학자들은 우주의 가장 오래된 은하를 포함하여, 이전에 볼 수 없었던 우주의 모습을 관찰할 수 있게 되었습니다.
또한, JWST는 행성 대기의 화학적 조성을 분석하여, 외계 행성의 생명체 존재 가능성을 탐색하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 이 망원경은 고도의 기술적 도전을 극복하고, 새로운 우주 탐사 시대를 열 것으로 평가받고 있습니다.
허블망원경
허블 우주 망원경은 NASA, ESA(유럽 우주국), 그리고 STScI(우주 망원경 과학 연구소)에 의해 운영되는 우주 기반의 망원경입니다. 1990년에 발사되어 지구 궤도 상에서 우주를 관측해 왔습니다. 허블은 지구 대기의 방해를 받지 않고 우주를 관찰할 수 있어, 천문학자들이 우주의 가장 오래되고 먼 영역을 선명하게 볼 수 있도록 해줍니다. 이로 인해 우주의 나이, 우주의 확장 속도, 행성과 별의 형성, 은하의 진화와 같은 중요한 발견들을 가능하게 했습니다.
허블은 다양한 파장에서 관측을 수행할 수 있는 고급 장비를 탑재하고 있으며, 이를 통해 다양한 천체와 우주 현상에 대한 상세한 이미지와 데이터를 제공합니다. 이 망원경은 우주 망원경 중 가장 유명하며, 그것의 이미지들은 과학적 연구 뿐만 아니라 대중 문화에서도 널리 알려져 있습니다.
허블의 성공에 힘입어, 제임스 웹 우주 망원경(JWST)과 같은 더 발전된 차세대 우주 망원경들이 개발되었습니다. JWST는 허블의 후속 망원경으로, 더 넓은 파장 범위를 관측하고 더 멀리 있는 천체를 더 세밀하게 볼 수 있도록 설계되었습니다.
| 특징 | 제임스 웹 우주 망원경(JWST) | 허블 우주 망원경 |
| 발사 연도 | 2021년 | 1990년 |
| 관측 가능한 파장 | 적외선 | 가시광선 및 근적외선 |
| 주요 임무 | 우주의 초기 상태 관측, 외계 행성의 대기 분석 | 우주의 심층 관측, 우주론적 발견 |
| 거울의 크기 | 6.5미터 | 2.4미터 |
| 관측 위치 | 지구에서 약 150만 km 떨어진 제2라그랑주점(L2) | 지구 궤도 |
| 특징적인 발견 | 외계 행성의 대기 분석, 초기 우주 구조 | 허블 딥 필드, 초신성 관측 |
그 밖에 다양한 우주 망원경들이 있습니다.
예를 들어, 케플러 우주 망원경은 주로 외계 행성을 발견하는 데 초점을 맞추었으며, 찬드라 엑스선 천문대는 우주에서의 엑스선 광원을 관측하는 데 사용됩니다. 각 망원경은 그들만의 독특한 목적과 기능을 가지고 있어, 우주에 대한 우리의 이해를 넓히는 데 기여합니다.