우주생명체 탐색 위한 새 기법 개발

미국에서 외계 생명체가 내는 생체신호를 포착할 수 있는 새로운 과학기술이 개발됐다.

미국 리버사이드 캘리포니아대학(UCR)에 따르면 미국항공우주국(NASA) 고더드 우주 비행센터의 토머스 파우체스 박사가 이끄는 연구팀은 JWST를 이용해 산소 분자가 충돌할 때 생성하는 강렬한 신호를 포착할 수 있는 새로운 방법을 개발했다고 과학저널 '네이처 천문학' (Nature Astronomy) 최신호에 발표했다.

산소분자가 충돌하면 망원경의 적외선 스펙트럼 중 일부를 가리게 되는데, 이 신호를 통해 생명체가 있는 행성과 그렇지 못한 행성을 구분하는 데 도움을 받을 수 있다는 것이다.

산소분자 충돌 때 나타나는 신호는 1980년대 초반에 이미 지구 대기를 대상으로 연구가 이뤄졌으나 외계행성을 대상으로 한 연구 결과는 이번이 처음이다.

이런 생체 신호를 내년에 발사될 차세대 '제임스 웹 우주망원경'(JWST)을 통해 포착할 수 있는 새로운 방법이 개발돼 외계 생명체 탐색에 가속 페달을 밟을 수 있을지 주목된다.

제임스웹 우주망원경은 허블우주망원경을 대체할 망원경으로 2021년 발사될 예정이다. 차세대 우주망원경(NGST: next generation space telescope)이라 불리며 2002년 NASA의 제2대 국장인 제임스 웹(James E. Webb, 1906~1992)의 업적을 기리기 위해 그 이름을 따온 것이다.

JWST는 허블 우주망원경보다 반사경의 크기는 더 커지고 무게는 더 가벼워져서 진일보한 첨단 우주망원경이다. JWST는 미국 항공우주국(NASA)뿐만 아니라 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주국(CSA)이 함께 제작하고 있다. JWST는 우주 먼 곳의 천체를 관측하기 위한 것으로, 허블 우주망원경과 달리 적외선 영역만을 관측한다.

주경이 지름 2.4m인 허블 우주망원경보다 2.7배 큰 6.5m로, 18개의 육각형을 모아 만들었으며 그 성능이 훨씬 뛰어나다.

파우체스 박사는 "이 방법 이전에는 지구와 비슷한 수준의 산소는 웹 망원경으로는 포착할 수 없는 것으로 여겨졌다"면서 기대감을 나타냈다.

신중한 반론 펴는 학자도

한편 이번 분석법 개발에 참여한 UCR의 우주생물학자 에드워드 슈위터만 박사는 "산소는 생명과 연관돼 있어 외계행성에서 포착할 수 있는 가장 흥미로운 분자 중 하나지만, 외계행성의 대기 중에 집적된 산소가 꼭 생명체에서만 나온 것인지는 알 수 없다"며 신중한 입장을 나타냈다.

일부 과학자들은 생명체 활동이 전혀 없어도 외계행성 대기에 산소가 집적될 수 있다는 주장을 펴고 있다. 예컨대 외계행성이 별에 가까이 붙어 있을 때 높은 온도로 바닷물에서 증발한 수증기가 강한 자외선 복사에 노출되면 수소와 산소 원자로 분해돼 가벼운 원소인 수소는 우주로 날아가고 산소만 남게 되는데, 오랜 시간에 걸쳐 대기 중 축적된 이런 산소가 생명체가 만든 것처럼 비칠 수도 있다는 것이다.

지구에서 산소는 식물이나 조류(藻類), 남세균(藍細菌) 등의 유기체가 광합성 과정에서 만들어낸다. 이 때문에 외계행성 대기 중 산소의 존재는 생명체가 존재할 수 있다는 '생체 신호'(biosignature)로 읽힌다.

그럼에도 슈위터만 박사는 천문학자들은 아직 이런 사례가 얼마나 일반적인지 확인하지 못한 상태라면서 "우선 생명체가 없는 '죽은' 행성이 대기 중에 산소를 만들어낼 수 있는지와 그런 행성들이 얼마나 되는지를 알아내는 것이 중요하다"고 신중한 입장을 말했다.