[전문의의 세계 - 이명현의 별별 천문학](30)외계행성서 좋구만

외계 행성 대기 시뮬레이션

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아메 리카 케루 지질니 매우 힘든 리프 데리바ー 사이드 캠퍼스의 에드워드 슈우이토 먼 박사 연구 팀은 지구에서 4.2광년 떨어진 센타우루스 자리 프로 크시마뵤루과 그 주위를 돌고 있프록시마 b행성처럼 거주 가능 지역에 속하고 산소가 풍부한 행성이 있으면 그 행성의 일산화 탄소의 함량이 매우 높다는 시뮬레이션 결과를 도출했다. 이것은 일산화탄소는, 통상 의견 해 온 것처럼 생명이 없는 증거가 아니고, 생명의 지표가 될 수 있는 "sound"를 나타내고 있다. 사진은 항성 프록시마 센타우루스(작은 노란색)와 행성 프록시마b 상상도. [유럽남방천문대(ESO) 웹사이트] [현재] 우리가 살고 있는 지구의 대기 중 가장 큰 부피를 차지하고 있는 것은 질소다. 그 다음으로 산소가 풍부하다. 이산화탄소는 사실 미량이지만 그 양의 전천으로 인해 지구온난화와 같은 큰 전천을 가져오기도 한다. "현재"지구에 사는 생명체에는, 이러한 "현재"의 지구가 살기 좋은 장소입니다. 순서가 바뀌었다. 이런 대기환경에 적응하도록 진화한 생명이 현재 지구에 살고 있다고 표현하는 게 정확할 겁니다.계속 현재를 강조한 이유는 현재에 살고 있는 우리가 쉽게 잊어버리는 것이 현재라는 특수한 시점에 우리가 살고 있다는 사실이라는 점을 거듭 자각하기 위해서다. 현재라는 관점을 살고 있는 우리는 이러한 현재의 귀추가 늘 그러했듯이 그래왔고 앞으로도 그러리라 착각하며 살고 있지 않을까. 과거가 있고 미래가 다가온다는 것은 어느 과나 알고 있는 사실입니다. 그러나 이럴 때의 전천을 늘 그렇듯 인지하고 자각하며 살아가는 것은 아니다. 지구의 대기와 생명을 예측할 때도 이런 현재에 대한 인식이 작동한다. 지구의 대기과인 생명을 예측할 때는 반드시 시중의 흐름을 고려해야 한다. 다시 한번 예기하면 진화를 고려해야 한다는 것입니다. 현재 지구 대기 조성을 보면 질소와 산소가 대부분이다. 하지만, 다소간 거의 지구 대기와 그에 따른 생명의 생식의 유무는 최근과는 꽤 다르겠지요. 지구가 Sound 생성될 무렵의 지구 대기는 주로 수소에서 이루어졌던 것으로 알려져 있다. 여기에 수증기와 메탄가스, 암모니아가 섞인 대기 조성을 가지고 있었을 것입니다. 아직 생명은 태동하지 않았다. 지각이 형성되는 시기까지 간간이 흘러 수소, 메탄, 암모니아가 지구 대기에서 차지하는 비중은 감소했다. 질소는 꾸준히 증가했고 이산화탄소가 증가하기 시작했다. 바다가 형성될 무렵부터는 이산화탄소의 양이 줄어들기 시작했다. 생명이 태동하면서 이산화탄소 덕분에 식물이 번성했다. 식물의 번성은 활성산소의 증가로 이어졌다. 산소로 호흡하는 동물이 번성하기 시작했다.

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미국 항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경인 제이요스 웹 우주망원경. 202한년 3월 발사할 생각입니다.[NASA 웹사이트] 대기 중에는 질소가 가장 많지만 과거 지구에는 수소가 더 많았다.우주 생명체 조사에 이것을 적용 - 대기를 시뮬레이션 합니다, 일산화탄소가 많은 별에는 - 생명체가 없을 것이라는 통념, 이를 그 다음에 하는 논문이 발표되었다, 산소와 일산화탄소는 공존 가능 - 실제로 그런 별이 발견되었는데 아직 자료가 더 필요하다, 곧 발사될 제입니다.Sweb 망원경 등 - 이것을 가능하게 해 줄 것입니다. 어쨌든, 이 논문은 탐구의 열린 자세를 나타내는, 시간에 의한 지구 대기의 역사는, 당연히 지구 생명의 진화와 그 맥을 함께 가지는 것입니다. 과거의 지구 대기의 모습은, 관측된 증거를 기초로 재구성할 수 있다. 얼마 전까지 알려진 관측결과를 경험치 입력값으로 하여 물리법칙과 화학적 반응식을 바탕으로 시간에 의한 지구의 대기모형을 만들 수 있을 것입니다. 이러한 모형은 지구 대기의 변화에 대한 다양한 실험을 할 수 있는 장을 만들어 줄 것입니다. 미래의 지구 대기에 대한 예측에도 도움이 될 것입니다. 지구 문명의 결과로 만들어진 오염물질이 미래의 지구 대기에 미칠 영향 등은 좋은 조사 주제가 될 것입니다. 당연히, 지구 대기의 변화에 수반하는 생명의 진화, 혹은 반대로 생명의 진화에 수반하는 지구 대기의 변화에 대한 조사도 가능하겠지요. 현재의 지구 대기라는 하과의 사실에 근거해, 여러가지 지구의 대기에 대해 폭넓은 조사를 할 수 있을 것입니다.[쉐보레]콜로라도 지구의 대기 모형은 지구에 관한 다양한 질문에 대한 답을 구하기에 적합한 도구일 것입니다. 그러나 이곳에 대민되는 일은 없다. 외계 행성의 대기 조사에도 큰 역할을 합니다. 특히 태양계 외 행성의 대기 조성 조사에 의해 태양계 생명체에 대한 힌트를 얻을 수 있을 것입니다. 우주생명체에 대한 관심이 높아지면서 과학자들은 지구 대기 모형을 확장하고 태양계 다른 행성의 대기 모형을 만들어 컴퓨터 시뮬레이션을 하는 조사를 벌이고 있다. 태양계 내 여러 행성과 위성에 존재하는 대기의 특징을 보면 이들 천체에 대한 이해를 높일 수 있을 것입니다. 특히 생명의 생존 여부를 알 수 있을 것입니다. 현시점뿐만 아니라 과거 어느 시점의 생명존재에 대한 이해가 깊어질 것입니다. 아직은 먼 일이지만 예측을 통해 생명의 태동에 대해 말할 수 있는 날이 올지도 모른다.지구 대기 모형을 넘어 태양계 천체의 대기 모형을 구축하고 컴퓨터 시뮬레이션을 하는 조사가 진행되고 있다. 화성에 한때 물이 흐를 정도의 따뜻한 대기 상태가 존재했다는 추론을 확인하려는 시도도 있었다. 토성의 위성인 타이탄의 대기는 지구의 원시 대기와 비슷해, 많은 과학자의 관심의 대상이 되고 있습니다. 행성 대기 모형을 통한 시뮬레이션 조사는 태양계 행성 조사에서 위력을 발휘할 조짐이 보인다. 케플러 우주망원경 관측을 통해 확인된 태양계 행성의 수가 급격히 늘었다. 이를 바탕으로 행성에 대한 다양한 조사가 가능해졌다. 외계 행성 중 생명이 살 수 있거나 살아있는 행성을 찾는 작업이 중요한 조사 주제로 떠오르고 있다. 생명의 증거를 찾기 위해서는 여러 가지 방법을 사용할 수 있을 것입니다. 그 중 하과 또는 태양계 행성의 대기를 관측하는 것입니다. 대기 조성비를 보면 생명의 흔적의 증거를 찾을 수 있을 것입니다. 지구 대기의 조성비 변화에는 생명의 출현과 멸절이 뒤따른다. 외계 행성의 대기에도 그러한 진화의 역사가 남아 있을 것입니다. 완성도 높은 행성의 대기 모형을 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 실시하고, 한편으로는 태양행성의 대기를 정밀 관측한 후 두 결과를 비교하여 태양생명의 존재를 확인할 수 있을 것입니다. 시간에 따른 대기 변화를 시뮬레이션하면 관측된 태양계 행성의 대기가 그 행성의 진화의 어느 단계인지, 어떤 생명이 그 행성에 존재하는지를 알 수 있을 것입니다. 물론 이런 진술은 지극히 낙관적입니다. 예를 들어 어떤 태양계 행성에 산소가 존재한다는 것이 그 행성의 대기의 분광 관측에 의해 밝혀진다 하더라도 그것이 직접적인 생명의 증거가 되지는 않을 것입니다. 산소를 만들어 내는 또 다른 메커니즘이 존재할 수 있기 때문입니다. 이런 모호함을 제거한 아이는 방향으로 관측이나 시뮬레이션 기법 또한 진화할 것입니다. 현재는 행성 대기 모형과 태양계 행성의 대기 관측 전체의 초기단계 모색 수준에 머물고 있지만 행성 대기 모형은 결미태양계 외행성에서의 생명발견 프로젝트에 자결적이고 큰 기여를 할 것입니다.

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에드워드 슈우이토 먼 박사 ​ 20하나 9년 3월 하나 51천문학 저널'Astrophysical Journal'에는 그와은심로웅 논문이 한편 실렸다. 미국 리버사이드 캘리포니아대 캠퍼스 소속 에드워드 슈위터먼 박사 연구팀은 Rethinking CO Antibiosignatures in the Search for Life Beyond the Solar System이라는 제목의 논문을 발표했습니다. 국어로 풀어 설명하자'태양계 나라 네모에 존재하는 생명을 탐사해야 생명이 존재하지 않다는 지표에서 1산화 탄소(CO)의 존재를 사용했지만 그런 관점에 대해서 다시 겸 욜하과 '는 예기의 제목이었다 1산화 탄소를 소견하면 아마 죽 sound를 떠올리는 것이었다 1산화 탄소에 중독되면 죽을 본인 치명적인 손상을 피할 수 없는 것을 1상에서 목격하기 위해1것이었다 ​의 천문학자들도 행성의 대기에서 1산화 탄소가 발견되면 이를 생명이 존재하지 않음을 알리고 주는 지표 및 소견하고 왔다. 그런데 그렇지 않은 기회가 있음을 이 논문은 지적하고, 본인 경선인 ​ 슈우이토 먼 박사 연구 팀은 행성 대기 모델, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 1산화 탄소가 생명의 표지가할 수 있는 두가지 기회를 발견했습니다. ​ 첫번째 시 연봉인 리오는 지구의 과거의 대기 상태에 근거한 발견으로부터 자신 왔다. 현재 지구 대기에는 산소가 풍부하다. 1산화 탄소는 대기 중의 화학 반응에 의해서 용이하게 빨리 파괴되므로 현재의 지구 대기에 축적되는 것이 어렵다. 그러나 30억년 전의 지구는 완전히 다른 세상이었다. 바다가 형성되고 그곳에는 미생물이 살고 있었다. 대기에는 산소가 거의 없는 상태였다.태양은 지금보다 더 어두운 상태였다. 연구 팀의 시뮬레이션 결과에 따르면 이런 환경에서는 현재보다 너무 너무 봉잉게 많은 양의 1산화 탄소가 그 당시의 지구 대기에 존재했습니다. 이 말은 태양 같은 별 주위에 산소가 거의 없지만 1산화 탄소가 풍부한 생명이 사는 행성이 존재할 수 있다는 것이었다 지구의 과거 대기 상태에 대한 연구를 근거로 다른 행성에서 생명 표지를 찾는 방법론에 대한 좋은 예가 될 것이다 슈우이쯔타ー망 박사 연구 팀의 시뮬레이션 결과로부터 제안된 2번째 시나리오는 더욱 자극적이었다 지구에서 불과 4.2광년 떨어진 센타우루스 자리 프록시마뵤루함게 작은 별 주위를 도는 행성 중 거주 가능, 지상에 속하고 산소가 풍부한 행성이 있으면 그 행성의 1산화 탄소 함량은 아주 비싼 것과 시뮬레이션 결과 본 인터넷했다. ​ 이처럼 환경 조건이 다른 두개의 시스템으로 관측되는 1산화 탄소는 통상적으로 소견한 것처럼 생명이 없다는 증거가 아니라 도로 생명의 지표가 될 수 있다는 것이었다 물론 여기에서 말하는 생명은 미생물 정도의 생명체를 말하는 것입니다. 인간을 비롯한 현재 지구에서 살고 있는 생명에게는 결코 유리한 조건이 아닐 것이다. 1산화 탄소를 관측하고, 생명의 지표를 발견한다고 해도 그것이 지구 밖 지적 생명체의 존재를 말하는 것이 없다는 것이었다 미생물의 단계 생명 존재의 기회에 대한 지표로서 1산화 탄소의 검출이 중요하다는 것이었다 한편 지구의 오염 물질 같은 것을 외계 행성의 대기에서 발견합니다이면 지구 밖 지적 생명체의 존재에 대한 힌트로 받아들이는 것 1수도 있는 것이었다 실제로 센타우루스자리 프록시마 별 주위를 도는 행성이 발견됐다. 거주가능 지상 내에 속하는 지구와 대등한 암석질 행성으로 알려져 있다. 좋은 연구 대상이 될 터였다 하지만 결과를 얻으려면 좀 더 기다려야 할 것 같다. 현재의 관측 기기에서는 명확한 관측 데이터를 얻는 것은 어렵다. ​ 202나이 3월에 발사 계획인 제이 무니르 다스의 웹 우주 망원경을 비롯한 차세대 관측 장비를 통해서 외계 행성에 대한 정밀 관측 자료가 쌓이고, 지구 대기에 대해서 보다 깊은 이해를 바탕으로 보다 정교한 시뮬레이션이 이루어진다면 외계 행성에서 생명을 발견할 날이 꼭 오리라 소견합니다. 상식적인 습관적 경론에 얽매이지 말고 열린 자세로 모든 가능한 일을 탐구하는 것이 과학연구에서 중요하다는 것이 이번 연구결과의 교훈이기도 하다.​​

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[집필자 이명현: 과학저작가, 천문학자/경향신문](과학서점 '가다' 대표) 초등학생 때부터 천문학잡지의 애독자이며, 고등학생 때 유리구슬을 닦아 직접 망원경을 만들었다. 연세대 천문기상학과를 나쁘지 않다고 네덜란드 플로닝겐대에서 박사학위를 받았다. 네덜란드 シェ테인 천문학연구소 연구원, 대한민국 천문연구원 연구원, 연세대 천문대책다연구원 등을 지냈다. 외계의 지성체를 탐색하는 세티(SETI)연구소 대힌민의 책군이기도 하다. <이명현의 별을 헤는 밤><공간><빅 히이에키 1>등 다수의 저서와 역서가 있다. ​​