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2018년 08월 10일 17시 27분 KST

외계 생명체를 찾아낼 또다른 방법이 있다

가능하다!

MATJAZ SLANIC via Getty Images

생명 활동이 지구에만 존재하는 특이한 현상이 아니라는 것을 증명하는 방법은 세 가지가 있다. 그중 한 가지는 먼 곳의 행성 대기를 채취하여 생명체가 내뿜은 배기가스(우주생물학자들의 용어로는 생물학적 징후 biosignature)가 있는지 살펴보는 것인데, 많은 사람들은 이 가능성을 무시한다.

다른 가능성은 모두들 아는 대로다. (1) 화성, 또는 목성과 토성의 위성으로 로켓을 보내 태양계 내에서 생명 활동을 찾기, (2) SETI 실험을 확대하여 먼 세계의 지적 존재가 발신하는 전파나 레이저 신호를 엿듣기.

(1)의 경우 태양계 안에서 미생물이 생겨난 적이 있다면, 우리가 죽은 상태로든 산 상태로든 지구에 가져올 수 있다는 장점이 있다. 외계 생명이 지구에 온다니, 우주생물학자들은 생각만 해도 짜릿할 것이다.

(2), 즉 SETI는 가장 흥미로운 형태의 외계 생명, 즉 발달된 기술을 가진 생명체를 발견하기 위한 시도다. 그러나 시그널이 지구를 지나가는 순간에 망원경을 정확히 그 방향으로 맞춰야 한다는 어려움이 있다. 조금 늦어도, 조금 빨라도 안 된다.

타이밍이라는 불편함이 없는 세 번째 가능성을 보자. 지구 대기의 약 21%는 산소다. 수십억 년에 걸친 광합성 활동의 결과다. 산소는 녹색 식물의 배기가스다. 당신 고물차의 차체가 녹슨 것은 식물 탓이다.

대기 탐지는 아주 깔끔하게 의문을 푸는 방법이다. 지구 대기 속 산소는 약 20억 년 전부터 존재해 온 생물학적 징후다. 그 긴 시간 동안 산소는 우주에 자신의 존재를 알려왔다. 상당한 천문학 예산을 보유한 발달된 외계 생명이라면 아주 먼 곳에서라도 쉽게 감지할 수 있었다. 아주 오랜 기간 동안 존재하는 신호이기 때문에 타이밍의 문제도 없다.

이것이 세 번째 가능성의 장점이다. NASA의 고더드 우주비행센터의 연구자 대니얼 앵거하우젠은 이 방법에 희망을 걸고 있다. 그는 지상, 공중, 궤도 망원경을 이용해 산소 뿐 아니라 메탄 등 생명 활동의 단서가 될 물질의 스펙트럼상의 징후를 찾고 있다.

방법은 뻔하다. 태양이 아닌 다른 별의 주위를 공전하는 태양계외 행성에 망원경을 맞추고, 반사되는 빛을 분석하면 된다. 정말 뻔한 접근법이지만 지극히 어렵다. 현재의 장비로 직접 이미지를 구할 수 있는 행성이 얼마 안 되기 때문이다.

앵거하우젠은 모항성 앞을 정기적으로 지나가는 태양계외 행성을 관찰하는 방법을 쓴다. 행성이 항성 앞을 지날 때면 항성의 빛이 조금 어두워진다. NASA의 케플러 망원경으로 (아직도 눈에 보이지는 않는) 수천 개의 행성들을 발견한 것도 이런 테크닉을 통해서였다. 케플러는 수백 광년 떨어진 곳에서 일어나는 소형 일식을 감지한다.

앵거하우젠은 행성에 가렸을 때의 항성빛 스펙트럼에서 행성에 가려지지 않았을 때의 항성 빛 스펙트럼을 빼는 방법을 쓴다. 망원경은 거의 언제나 별빛과 행성에 반사된 빛을 함께 받는다. 그러나 행성이 항성 앞에 있어서 실루엣만 보일 때, 혹은 항성 뒤에 숨어 있을 때 들어오는 빛은 별만의 빛이다. 둘 사이의 차이를 보면 별의 영향을 제거할 수 있고, 그러면 행성 대기의 스펙트럼이 남게 된다.

말로는 쉽지만 실제로 하기엔 까다롭다. 이유는 단순하다. 별은 밝고 행성은 어둡다. 그러니 측정은 미쳐버릴 정도로 어렵다. 우주에 있는 망원경을 사용하면 움직이는 지구 대기 때문에 생기는 문제를 피할 수 있다. 그러나 궤도상의 망원경은 일반적으로 작고, 탑재되어 있는 장비밖에 쓸 수 없다.

그래서 앵거하우젠은 다른 가능성도 찾아보았다. 보잉 747기에 탑재된 지름 2.7미터 거울이 달린 망원경 SOFIA(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy 성층권 적외선 천문학 관측소)를 활용하는 것이다. SOFIA는 성가신 지구 대기의 90% 위로 야간 고공비행을 한다. 착륙하면 장비를 교체하거나 개선할 기회도 얼마든지 있다.

그러나 외계 생명 작용의 단서는 찾아내지 못했다.

가장 큰 망원경은 우주나 성층권이 아닌, 산 꼭대기에 있다. 앵거하우젠은 그 망원경도 써보았다. 어마어마한 망원경으로도 먼 행성의 대기에서 생명 작용에 의해 생긴 기체는 아직 발견하지 못했다. 앵거하우젠은 망원경 테크놀로지가 크게 발전할 것이라 기대하고 있다. 곧 종말이 닥쳐오지 않는 이상, 수십 년 안에 분명 실현될 바람이다.

그가 만약 먼 행성의 대기에서 정말로 산소와 메탄을 발견한다면, 그건 어떤 의미를 가질까? 물론 그것이 정말로 유기물에 의해 생긴 것인지 주의깊게 확인해봐야 할 것이다. 유기물에 의한 것이라 해도, 엽록소 내지 그와 비슷한 것이 있다는 정도만 확인될지도 모른다. 즉 외계 생물은 샐러드 재료에 불과할지 모른다는 뜻이다.

하지만 다른 행성이 양상추를, 혹은 해조를 만들어낼 수 있다면, 보다 흥미로운 것이 생겨날 가능성도 있는 셈이다. 외계 생명을 발견하는 세 번째 방법은 가장 덜 알려져 있긴 해도 성공 가능성을 품은 다크 호스다.

*허프포스트US 글을 번역한 것입니다.