우리 우주가 얼마나 넓은지 한 번 생각해 봅시다.
이 지구는 태양계에 속하죠.
태양 같은 항성들은 우리 은하에만 몇 천 억개가 있고요.
또 우리 은하 같은 은하는 우주에만 몇 천 억개가 있습니다.
태양 같은 항성 지구 같은 행성은 이 우주에서 셀 수 없을 정도로 정말 많은 거예요.
천체물리학자 [칼 세이건]은 이렇게 말합니다.ㅡ
"이렇게 넓은 우주에서 오직 지구에만 생명체가 있다면 그것은 엄청난 공간의 낭비일 것이다"
과학자들은 지구가 아닌 다른 어딘가에서도 반드시 생명체가 있을 것으로 믿고 있습니다.
그래서 우리 태양계에서 뿐만 아니라 외계에서도 생명체를 찾아내려는 시도를 하고 있죠.
그런데 외계에서 생명체를 찾는다는 게 절대 쉬운 게 아니죠.
보이저 1호가 태양계 밖으로 나가는 데까지 걸린 시간은 자그마치 36년이구요,
가장 가까운 항성 [프록시마]까지 가려면 걸리는 시간이 1만 6700년이 돼요.
우리 인류가 웜홀을 개발하거나 빛의 속도로 달릴 수 있는 외계의 우주선같은 것을 개발하지 못하는 이상
우리 인류는 현재 시점에서는 절대로 외계 탐험은 꿈도 못 꿀 거예요.
| 과학자들은 생명체가 존재할 가능성이 아주 높은 지구형 행성을 찾아 나서고 있습니다. |
| 바로 [케플러 프로젝트]는 우주에서 지구랑 비슷한 행성을 찾기 위한 나사의 프로젝트입니다. |
이 프로젝트를 위해 2009년 3월 케플러 우주망원경 발사했구요,
우주망원경은 반사경만 1.4m 이미지는 9460만 화소,
더 놀라운건 케플러 우주망원경의 탐사 가능 범위는 대략 3000광년, 그런데 이렇게 케플러 우주망원경이 뛰어나다고
해도 우주와 아주 먼 곳에 있는 항성 그리고 행성을 찾아야 되기 때문에 이 항성과 행성들은 거리가 너무 멀고 또 어둡기
때문에 말처럼 그렇게 찾기가 쉬운 게 아닙니다.
그래서 케플러 탐사팀은 지구형 행성을 찾기 위한 상당히 기발한 방식을 이용했어요.
항성 주변에 행성이 있다면 행성이 항성 주위를 따라서 공전하잖아요?
그렇다고 하면 우리가 지구에서 외계를 바라보고 있을 때 행성이 항성을 가리는 순간! 항성의 밝기가 감소하겠죠
자 바로 이 순간을 캐치해서 항성이 있고, 그 항성을 공전하고 있는 행성이 있다는 걸 찾아내는 거예요.
이걸 [통과 관측법]이라고 합니다.
이 통과 관측법을 이용하면 한 번에 수십만 개의 별을 넓게 스캔할 수 있다고 해요.
이렇게 케플러 우주망원경은 통과 관측법으로 450만 개 이상의 별들을 서치했고, 그 중에서 2600여개의 외계 행성을
찾아냈습니다. 그 다음으로 너무 뜨겁지도, 너무 차갑지도 않은 행성들만 골라 냈습니다.
| [골디락스 존]ㅡ생명체가 살기 좋은 라인 |
태양하고 너무 가까운 수성은 불타는 지옥행성이죠. 그리고 태양하고 너무 떨어진 명왕성은 평균온도 영하 248도 예요.
이런데서 생명체가 어떻게 살수 있겠어요. 그래서 살기 좋은 라인을 [골디락스 존]이라고 합니다.
이 골디락스 존에 걸쳐 있는 행성들만 걸러 냈더니 최종적으로 생명체가 살 가능성이 아주 높은 지구형 행성은 총 21개
후보군으로 좁혀집니다.
그리고 2011년 12월 5일 케플러 과학 팀은 가장 이상적인 지구형 행성을 시그너스 성단에서 찾아냈다고 발표했죠.
"아아~중대 발표입니다. 우리가 통과 관측법으로 [케플러ㅡ22 항성]의 밝기가 100만분의 84정도 흐려지는 것을
포착했습니다. 우리 팀은 뭔가가 이 항성을 돌고있구나 싶었습니다. 그리고 면밀하게 찾아본 결과 [골디락스 존]에서
[케플러ㅡ22b]를 발견했습니다."
이 놀라운 발표 직후 과학자들은 검토에 나섰습니다. 전 세계 지상에 있는 여러 망원경들 그리고 스피처 우주 망원경으로 후속 관측했죠 그랬더니 케플러 우주 망원경이 지구형 행성을 제대로 찾아냈다는 게 밝혀졌습니다.
[케플러ㅡ22 항성]에 [케플러ㅡ22b 행성]이 있었죠. 이 항성과 행성은 [요하네스 케플러]의 이름을 기리면서 이름붙여진 겁니다.
지금부터 [케플러ㅡ22 항성]부터 알아봅시다.
모항성 [케플러 ㅡ22 항성]는 태양하고 비슷한 점이 정말 많아요.
질량 ㅡ태양 : 1,989 × 10^30kg, 케플러ㅡ22 : 1,929 × 10^30kg ㅡ태양질량의 97%
지름 ㅡ태양 : 696,340km , 케플러ㅡ22 : 681,090kmㅡ태양지름의 98%
밝기 ㅡ태양 : 1L⊙ , 케플러ㅡ22 : 11.664ㅡ태양밝기의 80%
온도 ㅡ태양 : 5,778K, 케플러ㅡ22 : 5,518K
나이 ㅡ태양 : 46억살, 케플러ㅡ22 : 40억살
이 정도면 거의 쌍둥이 태양이라고 해도 믿겠죠? 케플러ㅡ22도 우리 태양과 같은 G형 주계열성으로 분류돼요.
과학자들이 먼저 생명체가 존재할 것 같은 항성계를 찾을 때, G형 주계열성을 찾는 이유는 이렇습니다.
별의 에너지가 너무 막대하면 아주 크게 활활 타겠죠. 그런데 너무 활활 타버리는 바람에 그만큼 수명이 짧고,
수명이 짧은 만큼 별의 진화 속도도 너무 빨라요. 형태가 마구마구 변한다는 거죠.
태양이 적색거성이 됐다가, 적색거성이 백색왜성이 됐다가~이런 과정이 너무 빠르다는 거죠.
그리고 주변 행성에 너무 막대한 에너지를 공급하면 주변 행성은 완전히 불타는 지옥이 되겠죠.
반대로 별의 질량과 에너지가 너무 부족해 버리면 태양같이 스스로 핵융합을 하는 주계열성으로 진화조차 못합니다.
그렇다면 우리 태양을 한번 볼까요. 딱 좋은 에너지 양과 좋은 수명을 갖고 있는 거죠. 이런 태양같은 적당한 온도에
적당한 수명은 생명체 탄생에 너무나도 중요합니다.
항성의 수명이 길다는 말은 생명체가 탄생하고 진화하는 데 충분한 시간을 준다는 말입니다.
그리고 그 시간 동안 행성에다가 딱 좋은 만큼의 에너지를 공급도 해서 너무좋죠.
우리 지구랑 태양이 그래요. 그래서 케플러 탐사팀은 G형 항성들을 주로 관측해왔습니다.
| 케플러ㅡ22b는 슈퍼지구입니다! |
슈퍼지구라는 건 우리 지구랑 특성이 똑같지만 그 질량이 아주 커서 지구 질량 2배~10배 정도에 이르는 천체입니다.
케플러ㅡ22b의 지름은 지구의 2.4배, 케플러ㅡ22b는 항성으로부터 1억 3천만 km 떨어져 있습니다.
지구하고 태양간의 거리보다 15% 정도 가까운 수준이죠. 그리고 케플러ㅡ22b의 공전 주기는 290일 정도입니다.
우리 지구가 태양을 한 바퀴 도는 데에 365일이 걸리니까 케플러의 공전 주기가 20% 정도 짧은 거예요.
그리고 정말 중요한 것! 케플러ㅡ22b에는 표면에 물이 존재합니다.
자 물이야말로 생명의 원천이겠죠.
더 놀라운 사실은 케플러ㅡ22b의 평균 온도는 섭씨 22도 ㅡ그렇게 춥지도 않고 또 덥지도 않은 이 정도면 진짜 딱 좋은
온도예요. 과학자들이 열광하지 않을 수가 없겠죠. 지구처럼 물도 있어 온도도 딱 좋아~~문제는 거리이긴 하지만요
그런데 이 행성에 걱정거리가 하나 있어요.
케플러ㅡ22b의 바다는 연구대로라면 엄청나게 깊을 것으로 예상되는데,
바다가 깊어도 너무 깊어버리면 물의 형태가 변할 수도 있다는 거예요.
[Ice V]ㅡ500Mpa압력에 영하 20도 온도에 바뀌는 결정체모양(500Mpa 253K) 이 결정상은
목성의 위성 가니메데의 내부 바닥 수십에서 수백 킬로미터까지 있을 것으로 생각됩니다.
즉 [Ice V]가 있는 액체 바다인 거죠. 확실하지는 않지만 아직까지는 추정이라고 하네요
또 한가지 걱정거리는 이겁니다,
지구의 바다는 소금기가 살짝 있고 영양가도 있어서 생명체가 살기에 좋은 환경이죠. 하지만 케플러ㅡ22b는 물이 많아도 너무 많아가지고 너무 묽을 수도 있다는 거예요. 그렇게 되면 영양가도 적고 또 그만큼 생명체가 살아갈 확률이 줄어드는 겁니다.
또 한가지, 물이 깊어도 너무 깊어 버리면 물의 압력이 화산활동 지질활동을 막을 수도 있다는 거예요 그렇게 되면 행성 내부 아주 깊은 곳에서 여러 물질들이 밖으로 분출되지 않는다는 거니까 이것 또한 생명체 발현 가능성을 낮출 수도 있는 거겠지요.
케플러ㅡ22b의 구성물질 무엇인가? 현재로선 모른다는 거예요
표면에 암석이 있는지 없는지 지구형 행성이 확실한지, 가스 행성인지 아닌지~만약에 가스 행성이면 일단 우리 인류가 거기로 이사 가는 건 꿈도 못 꾸겠죠.일단 지금까지는 바다가 있는 암석행성이라는 추측이 가장 유력합니다.
새로운 생명체가 살고 있을 가능성이 높다고 하는 거예요. 근데 아직까지는 확실한 건 없죠
이 행성에 대기가 있는지 없는지 모릅니다. 그리고 만약 대기가 있다면 온실효과는 어느 정도인지도 몰라요.온실효과가 금성만큼이면 그냥 그 즉시 지옥 행성확정이고요, 아직 모르는게 많아요.이렇게 모르는것이 많은데도 불구하고 케플러ㅡ22b를 발견했다! 라는 사실 자체가 정말 많은 것을 바꿨습니다.이 덕분에 우주사업 전체의 활기가 살아났거든요
케플러 프로젝트 총책임자 나사의 [윌리엄 J. 보루키]박사는 이렇게 말합니다
"우리는 이제 외계 행성이 어디에나 있다는 걸 알게 되었습니다. [데이비드 코흐]박사와 함께 케플러 미션을 처음 시작할 때만 해도 이런 케플러ㅡ22b 같은 행성을 발견할 줄은 꿈에도 몰랐죠"
| 케플러 망원경은 다음 세대 우주 탐사에 관한 아주 큰 선물이 되었습니다. |
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