하우(夏雨) 편집
【정견뉴스】
과학자들이 제임스 웹 우주망원경을 이용해 태양계 밖에 생명체가 존재할 수 있다는 가장 강력한 증거를 확보했다는 연구 결과가 발표됐다. 그들은 외계 행성 대기에서 지구에서는 생물학적 과정으로만 생성될 수 있는 가스의 화학적 지문을 감지했다.
로이터 통신은 16일(현지 시간) 웹 망원경이 관측한 K2-18 b라는 행성에서 검출된 두 가지 가스인 디메틸 설파이드(DMS)와 디메틸 디설파이드(DMDS)는 모두 지구상의 생물, 주로 해양 식물성 플랑크톤과 같은 미생물 — 조류와 같은 미생물에 의해 생성된다.
연구자들은 이것이 지구에 미생물 생명체가 넘쳐날 수 있음을 시사한다고 말한다. 그러나 그들은 실제 생명체의 발견을 발표하는 것이 아니라 생물학적 과정의 지표인 가능한 생물학적 흔적일 뿐이라고 강조한다. 과학자들은 이번 발견을 신중하게 바라봐야 하며 더 많은 관찰이 필요하다고 본다.
그럼에도 불구하고 과학자들은 새로운 발견에 대해 여전히 흥분하고 있다. 이 연구 결과는 천체물리학 저널 레터스에 게재되었다.
외계 생명체 탐사의 전환점
이 연구의 수석 저자인 케임브리지 대학교 천문학 연구소의 천체 물리학자 니쿠 마두수단은 이 새로운 발견이 외계 거주 가능 세계의 존재를 보여주는 첫 번째 징후 중 하나라고 말했다.
마두수단은 “이번 발견은 태양계 밖 생명체 탐사의 전환점이며, 기존 시설을 이용해 잠재적으로 거주 가능한 행성에서 생체 신호를 감지할 수 있음을 입증했습니다. 우리는 관측 천체생물학의 시대에 접어들었습니다.”라고 말했다.
마두수단은 화성, 금성, 생명체가 살기에 적합한 환경을 가지고 있을 수 있는 다양한 얼음 위성 등 태양계에서 생명체의 흔적을 찾기 위한 다양한 노력이 진행 중이라고 언급했다.
K2-18b의 질량은 지구의 8.6배, 지름은 지구의 약 2.6배다.
이 행성은 행성 표면에 액체 상태의 물(생명체의 핵심 성분)이 존재할 수 있는 거리인 ‘거주 가능 영역’에 위치하고 있으며, 지구에서 약 124광년 떨어진 레오 별자리에 있는 태양보다 작고 희미한 적색왜성 궤도를 돌고 있다. 과학자들은 이 별 주위를 도는 또 다른 행성을 발견했다.
“수소 해양 세계”
1990년대 이후 과학자들은 지금까지 태양계 밖에서 외계 행성으로 알려진 약 5,800개의 행성을 발견했다. 과학자들은 미생물이 살기에 적합한 액체 물로 이루어진 바다로 덮여 있고 수소가 풍부한 대기를 가진 수소 해양 세계로 알려진 외계 행성의 존재를 가설로 삼고 있다.
웹 우주망원경은 2021년에 발사되어 2022년부터 가동되었다. 웹 망원경의 이전 관측을 통해 K2-18b의 대기에서 메탄과 이산화탄소가 확인되었으며, 별의 거주 가능 영역에 위치한 외계 행성의 대기에서 탄소 기반 분자가 발견된 것은 이번이 처음이다.
“제임스 웹 우주망원경이 지금까지 얻은 모든 데이터(과거와 현재의 관측 자료 모두)를 바탕으로 현재 설명할 수 있는 유일한 가설은 K2-18b가 생명체로 가득한 수소 바다 세계(hycean world)라는 것입니다.”이라고 마두수단을 말했다. “그러나 우리는 열린 마음을 갖고 다른 가설을 계속 탐구할 필요가 있습니다.”
마두수단은 수소 해양 행성이 실제로 존재한다면 “지구의 바다에서 볼 수 있는 것과 같은 미생물 생명체에 대해 이야기하고 있는 것”이라고 말했다.
이러한 수소 해양 행성은 지구보다 따뜻한 바다를 가지고 있을 것이라는 가설이 있다. 마두수단은 다세포 생명체나 지적 생명체가 존재할 수 있느냐는 질문에 “현재로서는 그 질문에 답할 수 없다”고 말했습니다. 기본 가정은 단순한 미생물 생명체입니다.”라고 대답했다.
K2-18b 대기의 생물학적 특징
디메틸 설파이드(DMS)와 디메틸 디설파이드(DMDS)는 모두 같은 족에 속하며 중요한 외계 행성 생물 징후로 예측되어 왔다. 웹 우주 망원경은 99.7%의 신뢰도로 이 중 하나 또는 두 가지가 K2-18b의 대기에 존재한다는 사실을 발견했으며, 이는 통계적으로 0.3%의 확률로 존재할 가능성이 있다는 것을 의미한다.
대기 중 이러한 가스의 농도는 부피 기준으로 10ppm 이상인 것으로 감지되었다. 마두수단은 “참고로 이 농도는 지구 대기보다 수천 배나 높은 것으로, 현재 지식으로는 생물학적 활동 없이는 설명할 수 없습니다”고 말했다.
K2-18 b는 지구보다 지름이 크지만 태양계에서 가장 작은 가스 행성인 해왕성보다 작은 ‘아(亞) 해왕성’ 행성에 속한다.
천문학자들은 외계 행성의 대기의 화학 성분을 파악하기 위해 행성이 지구의 관점에서 모 항성을 통과할 때 방출하는 빛을 분석하는데, 이를 통과법이라고 합니다. 행성이 통과할 때 웹 망원경은 별의 밝기가 감소하는 것을 감지할 수 있으며, 별빛의 일부가 망원경에 감지되기 전에 행성의 대기를 통과하기 때문에 과학자들이 행성의 대기를 구성하는 가스를 확인할 수 있다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/296360