외계 생명체가 존재할 가능성이 높은 행성은 어디일까?

밤하늘에 보이는 별을 자세히 살펴보면 태양처럼 행성을 거느린 별이 생각보다 많다는 사실을 알 수 있다. 그렇다면 그 수많은 행성 가운데 생명체가 살아갈 수 있는 곳도 있을까?

현재까지 외계 생명체가 실제로 발견된 행성은 없다. 하지만 과학자들은 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 있고, 적절한 온도와 대기를 가질 수 있는 행성을 집중적으로 관측하고 있다.

특히 지구와 크기가 비슷하고 별에서 적당한 거리에 있는 행성들은 '지구형 외계행성' 후보로 주목받는다.

그렇다면 현재 과학자들이 외계 생명체의 존재 가능성을 연구하는 대표적인 행성들은 어디일까?

1. TRAPPIST-1 행성계

외계 생명체 후보를 이야기할 때 가장 유명한 곳 가운데 하나가 TRAPPIST-1 행성계다.

TRAPPIST-1은 지구에서 약 40광년 떨어진 작은 적색왜성이다. 이 별 주변에서는 지구와 비슷한 크기의 행성 7개가 발견됐다.

특히 여러 행성이 별과 비교적 가까운 거리를 돌고 있으며, 그중 일부는 별의 거주 가능 영역에 걸쳐 있을 가능성이 있다.

이 때문에 과학자들은 TRAPPIST-1 행성들의 대기를 자세히 관측하고 있다.

대기 속에 수증기나 이산화탄소 등 어떤 물질이 존재하는지 확인한다면 행성의 환경을 추정하는 데 큰 도움이 된다.

다만 적색왜성은 강력한 플레어를 일으킬 수 있기 때문에 행성의 대기가 오랫동안 유지될 수 있는지도 중요한 연구 대상이다.

2. TRAPPIST-1e

TRAPPIST-1 행성 가운데 특히 관심을 받는 것이 TRAPPIST-1e다.

TRAPPIST-1e는 크기와 질량이 지구와 비교적 비슷하며, 별 주변의 거주 가능 영역에 위치할 가능성이 있는 행성이다.

만약 적절한 대기를 가지고 있다면 표면에 액체 상태의 물이 존재할 가능성을 생각해볼 수 있다.

하지만 현재까지 바다나 생명체가 실제로 발견된 것은 아니다.

따라서 TRAPPIST-1e는 '외계 생명체가 발견된 행성'이 아니라 생명체가 살 수 있는 환경을 갖추었을 가능성이 있어 집중적으로 연구되는 후보 행성이라고 이해하는 것이 정확하다.

3. 케플러-186f

케플러-186f 역시 유명한 지구형 외계행성 후보 가운데 하나다.

이 행성은 지구보다 약간 크지만 지구와 비슷한 크기의 암석형 행성일 가능성이 제기됐다.

또한 모항성 주변의 거주 가능 영역에 위치하는 것으로 알려져 있다.

하지만 케플러-186f의 별은 태양보다 훨씬 작고 어두운 적색왜성이다.

따라서 행성 표면의 환경이 지구와 얼마나 비슷한지는 아직 알 수 없다.

특히 대기와 표면에 액체 상태의 물이 실제로 존재하는지는 직접적인 확인이 필요하다.

4. 케플러-452b

케플러-452b는 한때 '지구의 사촌'이라는 표현으로 큰 관심을 받은 행성이다.

태양과 비슷한 별을 공전하고 있으며 별의 거주 가능 영역에 위치하는 것으로 알려져 있다.

또한 지구보다 조금 큰 크기를 가지고 있다.

이 때문에 지구와 비슷한 환경을 가질 가능성이 연구됐다.

하지만 지구보다 크기 때문에 암석형 행성인지, 두꺼운 대기를 가진 다른 종류의 행성인지는 확실하지 않다.

따라서 이름처럼 지구와 똑같은 행성이라고 생각해서는 안 된다.

5. 프록시마 센타우리 b

프록시마 센타우리 b는 지구에서 매우 가까운 외계행성 후보라는 점 때문에 특별한 관심을 받고 있다.

모항성은 태양계에서 가장 가까운 별 가운데 하나인 프록시마 센타우리다.

이 행성은 별 주변의 거주 가능 영역에 위치할 가능성이 있어 생명체 존재 가능성이 연구되고 있다.

하지만 가까운 거리와는 별개로 매우 중요한 문제가 있다.

프록시마 센타우리는 적색왜성으로 강력한 플레어와 방사선을 방출할 수 있다.

만약 행성이 이런 강한 방사선에 지속적으로 노출된다면 생명체에게 불리할 수 있다.

또한 행성이 별과 매우 가까이 있기 때문에 한쪽 면이 계속 별을 향하는 조석 고정 상태일 가능성도 연구되고 있다.

이 경우 행성의 기후가 지구와 상당히 다를 수 있다.

6. LHS 1140 b

LHS 1140 b도 생명체 거주 가능성을 연구하는 대표적인 외계행성이다.

이 행성은 지구보다 크고 무거운 것으로 알려져 있으며, 암석형 행성일 가능성이 연구되고 있다.

특히 모항성의 거주 가능 영역에 위치할 가능성이 있어 천문학자들의 관심을 받고 있다.

행성에 적절한 대기가 존재한다면 액체 상태의 물이 안정적으로 존재할 가능성을 연구할 수 있다.

이처럼 외계행성의 생명체 가능성을 판단할 때 단순히 크기만 보는 것이 아니라 별과의 거리, 질량, 대기 등을 함께 살펴본다.

7. TOI-700 d

TOI-700 d 역시 지구 크기에 가까운 외계행성 후보로 관심을 받았다.

이 행성은 비교적 작은 별을 공전하며 별의 거주 가능 영역에 위치하는 것으로 알려져 있다.

특히 지구와 비슷한 크기를 가지고 있기 때문에 암석형 행성일 가능성을 연구할 수 있다.

하지만 크기가 비슷하다는 것만으로 실제 환경이 지구와 같다고 볼 수는 없다.

대기의 구성과 표면 온도 등을 추가로 확인해야 생명체가 살아갈 수 있는 환경인지 판단할 수 있다.

8. 로스 128 b

로스 128 b 역시 주목받는 외계행성 중 하나다.

모항성인 로스 128은 적색왜성이지만 상대적으로 활동성이 낮은 별로 알려져 있어 외계행성 연구에서 관심을 받고 있다.

행성이 별 주변의 적절한 영역을 공전한다면 생명체가 존재할 가능성을 생각해볼 수 있다.

특히 강력한 항성 플레어가 적은 별 주변의 행성이라면 대기가 오랫동안 유지될 가능성을 연구할 수 있다는 점이 중요하다.

외계 생명체를 찾을 때 가장 중요한 조건은?

과학자들은 특정 행성 하나만 보고 생명체의 존재 여부를 판단하지 않는다.

여러 조건을 함께 살펴본다.

첫 번째는 액체 상태의 물이다

지구에서 알려진 생명체는 물을 필요로 한다.

따라서 외계행성에서도 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 환경을 중요하게 본다.

물론 외계 생명체가 반드시 지구 생명체와 동일한 방식으로 물을 필요로 한다고 단정할 수는 없다.

하지만 현재 인류가 알고 있는 생명체를 기준으로 한다면 물은 매우 중요한 조건이다.

두 번째는 적절한 온도다

행성의 표면 온도가 지나치게 높으면 물이 증발하고, 너무 낮으면 얼어버릴 수 있다.

따라서 별과 행성 사이의 거리뿐 아니라 대기와 온실효과 등을 함께 고려해야 한다.

세 번째는 대기다

대기는 행성의 온도를 조절하고 표면을 우주 환경으로부터 보호할 수 있다.

또한 대기 성분을 분석하면 행성의 환경과 화학적 상태를 파악할 수 있다.

특히 산소, 메탄, 수증기 등 특정 물질의 조합은 생명 활동과 관련된 단서가 될 수 있다.

하지만 한 가지 물질만 발견됐다고 생명체의 증거라고 판단할 수는 없다.

네 번째는 별의 안정성이다

행성이 아무리 좋은 위치에 있어도 모항성이 지나치게 강력한 플레어를 반복적으로 발생시킨다면 생명체에게 불리할 수 있다.

따라서 행성뿐 아니라 행성이 공전하는 별의 종류와 활동성도 매우 중요하다.

'골디락스 존'에 있다고 생명체가 존재할까?

흔히 생명체 거주 가능 영역을 '골디락스 존'이라고 부른다.

하지만 골디락스 존에 있다는 사실만으로 생명체가 존재한다고 볼 수는 없다.

예를 들어 금성은 태양계의 거주 가능 영역과 관련된 범위에 있지만 극심한 온실효과로 표면 환경이 매우 뜨겁다.

반대로 화성은 현재 매우 춥고 대기가 희박하다.

따라서 외계행성 역시 단순한 거리만으로 판단해서는 안 된다.

제임스 웹 우주망원경이 중요한 이유

외계 생명체를 찾는 데 가장 중요한 기술 가운데 하나가 행성의 대기를 분석하는 것이다.

제임스 웹 우주망원경 같은 대형 우주망원경은 외계행성이 별 앞을 통과할 때 나타나는 미세한 별빛 변화를 이용해 대기 성분을 연구할 수 있다.

이 방법을 통해 수증기나 이산화탄소 등 다양한 분자의 존재 여부를 확인할 수 있다.

향후 기술이 더욱 발전하면 지구형 행성의 대기에서 생명체와 관련된 화학적 특징을 찾는 것도 가능해질 것으로 기대된다.

가장 유력한 행성은 아직 하나로 정할 수 없다

현재 과학자들이 연구하는 여러 행성 가운데 어느 하나를 '외계 생명체가 가장 많이 존재할 것으로 확정된 행성'이라고 말하기는 어렵다.

TRAPPIST-1e, 프록시마 센타우리 b, LHS 1140 b, TOI-700 d 등은 모두 흥미로운 후보지만 실제 생명체가 발견된 것은 아니다.

행성의 대기와 표면 환경에 대한 정보가 충분하지 않기 때문이다.

결국 앞으로 더 정밀한 관측이 이루어져야 한다.

마무리

우주에는 태양과 비슷한 별이 셀 수 없이 많고, 그 주변에는 다양한 외계행성이 존재한다.

그중에는 지구와 비슷한 크기를 가지고 별의 거주 가능 영역에 위치한 행성도 발견되고 있다.

특히 TRAPPIST-1e, 케플러-186f, 케플러-452b, 프록시마 센타우리 b, LHS 1140 b, TOI-700 d 등은 외계 생명체의 가능성을 연구하기 위해 주목받는 대표적인 후보들이다.

하지만 현재까지 외계 생명체가 확인된 행성은 없다.

중요한 것은 '지구와 비슷한 행성을 찾는 것'에서 한 단계 더 나아가 그 행성의 대기와 기후, 물의 존재 여부, 별의 활동성 등을 종합적으로 확인하는 것이다.

언젠가 과학자들이 먼 외계행성의 대기에서 생명 활동을 강하게 암시하는 화학적 흔적을 발견한다면 인류가 우주에서 혼자가 아니라는 사실을 보여주는 역사적인 순간이 될 수 있다.

어쩌면 지금 우리가 바라보는 수많은 별 가운데 하나가 생명체가 살아가는 또 다른 세계의 태양일지도 모른다.