지구는 특별한가 – 외계 생명체를 찾는 케플러와 제임스 웹의 임무
밤하늘을 올려다보며 인류는 언제나 같은 질문을 반복해 왔다.
저 많은 별들 중 우리처럼 살아 있는 존재가 또 있을까?
혹시 지구는 우주에서 단 하나뿐인 예외일까?
이 질문은 철학이 아니라 과학의 영역으로 들어왔다.
그리고 오늘날, 천문학자들은 외계 생명체의 흔적을 찾기 위해 우주 곳곳을 탐사하는 위성을 띄우고 정밀한 기기를 통해 먼 세계를 바라보고 있다.
그 중심에는 케플러 우주망원경과 제임스 웹 우주망원경이 있다.
이들은 지구와 닮은 외계행성을 찾고, 그곳에 생명의 가능성이 있는지를 분석하는 인류 최대의 과학 임무를 수행 중이다.
1. 외계행성 탐사의 시작 – 우리가 아는 세상을 넘어서
1995년, 인류는 태양계 밖의 첫 번째 외계행성인 51 페가시 b를 발견했다. 이 발견은 태양이 특별한 별이 아니라는 사실을 입증했고 우주에는 수많은 행성이 존재할 것이라는 가능성을 열어주었다. 이후 수천 개의 외계행성이 발견되었으며, 그중 일부는 지구와 유사한 크기와 궤도를 가지고 있었다. 문제는 단순한 존재 여부를 넘어서, 그 행성에 물이 존재하는지 그리고 생명체가 살 수 있는 환경인지 여부를 판단하는 일이었다.
2. 케플러 우주망원경 – 지구 같은 행성을 찾기 위한 첫 도전
2009년, NASA는 케플러 우주망원경을 발사했다.
그 임무는 명확했는데 별빛의 미세한 감소를 감지하여 행성이 별 앞을 지나가는 순간을 포착하는 것이었다.
이를 통해 수많은 외계행성 후보들이 발견되었다. 그중 일부는 생명체가 살 수 있는 골디락스 존, 즉 생명 거주 가능 영역에 위치해 있었다. 케플러는 2600개 이상의 확정된 외계행성을 발견했고 지구와 유사한 암석형 행성들도 여럿 확인되었다.
그러나 그 행성의 대기 성분이나 표면 상태는 케플러의 기술로는 파악할 수 없었다.
3. 제임스 웹 우주망원경 – 외계행성의 대기를 분석하다.
2021년, 그 후속 기인 제임스 웹 우주망원경이 발사되었다. 이 망원경은 기존의 가시광선이 아닌 적외선을 이용하여 먼 외계행성의 대기를 직접 분석할 수 있는 최초의 도구이다.
웹 망원경은 행성이 별 앞을 통과할 때 별빛이 행성 대기를 통과하면서 특정 파장을 흡수하거나 방출하는 현상을 포착한다. 그렇게 함으로써 이산화탄소, 메탄, 수증기 등 생명과 관련된 분자의 유무를 감지할 수 있다.
이미 웹 망원경은 몇몇 외계행성에서 이산화탄소의 존재를 감지했고 곧 더 많은 대기 분석 결과가 발표될 예정이다.
4. 생명체 탐사의 기준 – 물, 대기, 그리고 에너지
과학자들은 생명체 탐사의 세 가지 기준을 사용하고 있다. 첫째는 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 온도 범위, 둘째는 안정적인 대기와 적절한 기압, 셋째는 지속적인 에너지 공급원이다.
이 세 가지 조건을 모두 충족하는 외계행성은 드물지만 최근의 탐사 결과에 따르면 그러한 후보들이 점차 늘어나고 있다.
특히 TRAPPIST-1 시스템은 7개의 지구형 행성을 가지고 있으며 그중 여러 개가 생명체 거주 가능 영역에 위치해 있어 주목받고 있다.
5. 지구는 정말 특별한가 – 드레이크 방정식과 페르미 역설
지구형 행성이 많다는 것은 지구가 우주에서 유일하지 않음을 의미한다. 그러나 여전히 외계 생명체의 흔적은 관측되지 않고 있다. 이를 설명하기 위해 드레이크 방정식은 외계 문명의 존재 확률을 수학적으로 계산했으며 반대로 페르미 역설은 왜 그 흔적이 보이지 않느냐는 질문을 던졌다.
어쩌면 우리는 아직 듣기에는 너무 어린 문명일 수도 있고 아니면 다른 생명 자체가 생각보다 훨씬 드문 현상일 수도 있다.
6. 과학이 묻고 있는 가장 인간적인 질문
지구는 특별한가라는 질문은 결국 우리가 우주에서 어떤 존재인지를 묻는 가장 근본적인 질문이다. 왜냐하면 외계 생명체 탐사는 단지 과학의 호기심을 넘어서 인류의 정체성과 고립감, 그리고 우주적 연결성에 대한 탐색이기 때문이다.
오늘도 제임스 웹 우주망원경은 먼 별 주위를 도는 작은 행성을 바라보며 그곳에 우리처럼 숨 쉬는 존재가 있는지를 조용히 찾고 있다. 그리고 우리는 그 답을 기다리며 하늘을 올려다본다.
인간은 혼자가 아니다는 단 하나의 증거가 우주의 침묵보다 더 큰 울림이 될 수 있다.
| 연도 | 개념 또는 발견 | 설명 |
|---|---|---|
| 1995년 | 최초의 외계행성 발견 | 51페가시 b 발견, 외계행성 탐사의 시작점 |
| 2009년 | 케플러 우주망원경 발사 | 지구형 행성 후보 수천 개 발견, 골디락스 존 개념 정립 |
| 2015년 | TRAPPIST-1 시스템 발견 | 생명 거주 가능 행성 여러 개가 있는 다행성계 확인 |
| 2021년 | 제임스 웹 우주망원경 발사 | 외계행성 대기 분석의 새로운 시대 개막 |
| 현재 | 외계 생명 후보 행성 탐색 중 | 이산화탄소, 수증기 등 생명 가능성의 분자 단서 포착 |