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  •  생명체를 품을 수 있는 행성의 조건은?
  • 최유란 기자
  • 2020-10-19 13:11:48
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제2의 지구를 찾아서

과연 지구 외에도 생명체가 살 수 있는 행성이 있을까? 지구보다 살기 좋은 행성은 없을까?

인류의 오랜 궁금증을 풀기 위한 연구가 이어지고 있다. 핵심은 ‘기준’을 세우는 것이다. 광활한 우주에서 이러한 행성을 찾으려면 먼저 생명체가 살 수 있는 여러 조건을 분석해 정밀한 기준을 세운 뒤 이를 충족하는 행성을 찾아 살펴봐야 하기 때문이다.

최근 스웨덴 룰레오공대와 미국 워싱턴주립대 연구진은 각각 이와 관련된 연구 결과를 발표했다. 이들의 연구 결과를 통해 생명체를 품을 수 있는 행성의 조건은 무엇인지 살펴보자.


스웨덴 룰레오공대 연구진이 생명체 서식 가능성이 높은 외계 행성으로 꼽은 케플러-452b(오른쪽)와 지구를 비교한 이미지. 미국항공우주국(NASA) 제공


지구와 같은 대기를 가진 곳

생명체가 서식하기 위해선 여러 조건이 충족돼야 한다. 가장 필수적인 건 물과 대기(공기)다. 태양과 같이 빛을 내는 항성으로부터 너무 멀지도 가깝지도 않은 이른바 ‘골디락스 영역’에 위치해 적당한 기온이 유지되는 것도 중요하다.

생명체가 살 수 있는 행성을 찾기 위한 연구를 진행한 스웨덴 룰레오공대 연구진은 특히 대기에 주목했다. 대기는 천체를 둘러싸고 있는 기체층. 지구의 대기는 질소 약 78%, 산소 약 21% 등으로 이루어져 있는데 질소는 생명체의 단백질 합성에 필요한 원소이며 산소는 생명체의 호흡을 위해 꼭 필요한 원소이다. 또 지구의 대기는 태양으로부터의 자외선은 물론 운석 등에서 생명체를 보호하는 역할을 한다.

연구진은 이처럼 생명체가 서식할 수 있도록 하는 지구의 대기와 비슷한 대기 환경을 가졌는지 추정할 수 있는 분석 모형을 만들었다. 대기를 구성하는 여러 물질 정보를 기반으로 한 모형이다. 연구진은 이 모형을 생명체 서식 가능성이 높을 것으로 추측되던 외계 행성 55개에 적용했다. 그 결과 이들 행성 중에는 17개만이 이번 연구에서 정의한 기준을 충족했다. 생명체 서식 가능성이 있는 외계 행성 후보군을 좁힌 것.

연구진은 또 그 외 외계 행성에도 이 모형을 적용해 지구와 비슷한 대기 환경의 행성 28개를 새롭게 발견했다. 이를 토대로 연구진은 이번 연구 결과에서 생명체 서식 가능성이 높은 후보 행성 45개를 발표했다. 연구진은 “외계 행성 발견 속도가 갈수록 빨라지고 있는데 이와 같은 기준이 생명체 서식 가능성이 있는 후보 행성을 추리는 데 도움이 될 것”이라며 “새로운 외계 행성이 발견되는 대로 연구를 이어가 후보 행성 목록을 계속해서 업데이트할 계획”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 지난달 학술지 ‘영국왕립학회보A’에 실렸다.


스웨덴 룰레오공대 연구진이 정의한 생명체가 서식할 수 있는 행성 기준을 충족한 외계 행성 케플러-62e


지구보다 살기 좋은 행성도?

미국 워싱턴주립대 연구진은 한발 더 나아가 지구보다 생명체가 살기 좋은 행성을 찾아 나섰다. 생명체가 서식하기에 최적(가장 알맞음)인 행성 기준을 제시하고 이를 충족할 가능성이 있는 후보 행성을 발표한 것. 연구진은 크게 8개의 기준을 제시했다. 우선 태양과 같은 G형 항성 중에서도 온도가 더 낮은 항성이나 K형 항성 주위 궤도의 50억∼80억 년의 수명을 가진 행성을 기준으로 내세웠다. 이들 행성의 경우 지구보다 생명체가 진화할 수 있는 시간을 더 길게 가질 수 있기 때문이다.

또 행성의 크기는 지구보다 약 10%, 질량은 약 1.5배 더 클 때 생명체가 더욱 서식하기 좋을 것으로 보고 이 또한 기준으로 제시했다. 이 밖에도 표면 평균 온도가 지구보다 약 5도가량 더 높을 것 등이 기준에 포함됐다.

연구진은 이러한 기준을 토대로 지금까지 발견된 약 4000개 이상의 외계 행성을 살펴봤으나 모든 기준을 충족하는 곳은 없었다. 하지만 연구진은 최소 24개 외계 행성이 일부 기준을 충족해 특정 부분에서는 지구보다 생명체가 살기 좋은 여건을 갖추고 있을 가능성이 있다고 밝혔다.

연구진은 “지구보다 생명체가 거주하기 적합한 행성이 존재할 가능성을 제외해선 안 된다”며 “수많은 외계 행성 중 이러한 기준을 충족하는 행성을 우선해 관측할 필요가 있다”고 말했다. 이번 연구 결과는 지난달 학술지 ‘우주생물학’에 게재됐다.


미국 워싱턴주립대 연구진이 제시한 지구보다 살기 좋은 행성의 기준을 일부 충족한 외계 행성 케플러-69c

▶어린이동아 최유란 기자 cyr@donga.com

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