고속도로 출구를 놓치고 그냥 지나치는 것과 항성계 전체를 태평스럽게 스쳐지나는 것은 좀 다른 문제다.
1960년대 TV의 팬이라면 조금 멍청한 드라마 '로스트 인 스페이스'에서 존 로빈슨 교수의 가족들에게 일어났던 일이 바로 그거라고 기억할지도 모른다. 이 우주 식민지의 선구자들은 '주피터 2'라는 별로 야망없는 이름이 붙은 우주선을 타고 머나먼 우주 속으로 출발한다. 알파 센타우리라는 이중 항성계를 공전하는 행성에 정착할 목적이었다. 그러나 방해하는 사람이 끼어들어 우주선은 진로가 바뀌며, 그들은 결국 이름 모를 별 주위의 미지의 세계에 착륙하게 된다. 그리고 위험이 뒤따른다.
50년 전에는 태양에서 가장 가까운 항성계인 알파 센터우리에 거주 가능한 행성이 있을지도 모른다는 것은 드라마 그 자체와 마찬가지로 의심스러운 픽션에 불과했다. 그러나 NASA의 진취적인 과학자들은 그런 세상이 실제로 존재하는지 보기 위한 망원경을 개발하고 있다. 그 팀은 그 어느 때보다 발견할 가능성이 크다고 말한다.
로빈슨 가족이 지구를 떠나기로 결심했을 때와는 달리, 오늘날의 우리는 다른 태양 주위를 도는 세계들에 대해 많은 것을 알고 있다. 대부분의 항성에는 행성들이 딸려 있다는 것이 분명해졌다. 확인되거나 추정되는 태양계 외의 행성의 수는 5,000이 넘는다. 20년 동안의 천문학 연구 성과로는 상당한 양이다.
그러나 이렇게 많은 행성을 이미 알고 있는데 왜 한 곳을 더 찾아내는 것에 그토록 기뻐하는지 의아해할 수도 있을 것이다. 지금은 항성으로 로켓을 보내는 것에 대한 진지한 논의(비록 논의뿐이지만)가 진행되고 있고, 알파 센터우리는 그 다음으로 가까운 별인 바너드 성(주:뱀주인자리의 적색왜성)보다 30% 더 가깝다. 그러니까 사람들이 기계든 사람이든 태양계 밖으로 사절단을 보낸다면, 알파 센터우리의 거주 가능한 행성은 편리한 휴게소가 될 것이다. 그리고 우리가 결코 최종 개척지로 나아가지 않는다 해도, 그런 행성은 현재 개발 중인 킹 사이즈 망원경으로 철저히 연구할 수 있을 정도로 가까울 것이다.
존재하는 것으로 추정되는 이 행성을 찾는데 있어 NASA가 흔히 쓰는 방법에 만족하지 않는다는 것은 주목할 만하다. 그들은 항성의 흔들림을 측정하거나 주기적으로 빛이 어두워지는 것을 찾지 않을 것이다. 그들은 그야말로 돌직구 같은 계획을 세웠다. 사진을 찍으려 하는 것이다.
돌직구이지만 쉽지는 않다. 항성은 밝고 행성은 어둡다. 알파 센터우리 항성계에서 지구 같은 궤도를 도는 지구 크기의 행성의 밝기는 항성에 비해 대략 10억 분의 1 정도다. 태양계 외 행성을 찾는 사람들이 디너 파티에서 늘 던지는 지겨운 비유를 들자면, 그런 행성을 찾는 것은 강력한 서치라이트 빔 옆에 있는 반딧불을 찾는 격이다. 허블 망원경으로도 할 수 없는 일이다.
그러나 지름이 고작 18인치(46cm)인 거울이 달린 특수 목적 망원경으로는 가능하고, 현재 제작 중이다. ACEsat(Alpha Centauri Exoplanet satellite)라는 이름이 붙은 이 망원경은 2020년 이전에 발사될 계획이다. 이 망원경의 가장 사랑스러운 기능은 관찰 대상에서 항성의 빛 대부분을 차단시키는 능력이다. 광관의(주: 코로나를 관찰할 때 쓰는 도구. 코로나그래프)라는 장비를 망원경에 넣어서 문제를 해결했다. 기본적으로 불투명한 기계 장치로, 항성의 빛 대부분을 막지만 행성의 빛은 막지 않는 장치다.
ACEsat의 능력은 그것만이 아니다. 아마추어 천문학자들이 목성과 토성 사진을 더 뚜렷하게 찍을 때 쓰는 접근 방법을 빌려, 이 망원경은 알파 센터우리 사진을 수만 장 찍을 것이다. 그리고 온도계 측정 결과를 합쳐서 기후 연구자들이 전세계의 온도 변화를 정리해 하나의 수치로 만들 듯, ACEsat는 지구를 닮은 행성의 희미한 빛을 수없이 많은 흐린 사진들을 통해 잡아낼 것이다. 지구 크기의 세계는 사진 한 장에는 담기지 않겠지만, 여러 사진을 합치면 도출할 수 있다.
그리고 그렇게 하면, 그 행성은 어떤 모습일까? 놀랍게도 작은 점에 지나지 않는다.
별 것 아닌 것처럼 들린다. 만약 여동생 결혼식의 사진을 찍었는데 모든 친척들이 점 하나 크기로 나온다면, 여동생은 아마 사진을 주문하지 않을 것이다. 하지만 천문학에서는 그 작은 점 하나로도 큰 발견을 할 수 있을 때가 있다. 빛을 프리즘에 통과시켜 나오는 색들을 분석하면, 연구자들은 행성의 대기가 무엇인지 알 수 있다. 만약 대기에 산소나 메탄이 있다면 생명이 존재할 수 있다는 큰 단서일 수 있다.
게다가 시간에 따라 이미지의 밝기가 변하는 것을 관찰하면, 바다와 대륙의 존재를 알 수 있을지도 모른다.
은하수에는 어마어마하게 많은 행성들이 있다. 그 중 하나만이 지구의 가까운 사촌일 수 있다. 그런 세계가 발견된다면 하늘에서 가장 유혹적인 존재가 될 것이다. 어쩌면 미래 우주 식민 개척을 유혹할 수도 있다.
하지만 ACEsat가 2년 동안 알파 센터우리를 지켜봤지만 성과가 없다면? 망원경을 디자인하고 있는 NASA 과학자 중 한 명인 에두아르도 벤덱은 현실적이다. "물론 행성을 찾지 못할 가능성도 있다. 하지만 그렇다 해도, 이것은 여전히 가치있는 프로젝트일 것이다. 우리는 미래에 행성을 찾는 망원경에 사용할 새로운 기술과 전략을 개척하고 있기 때문이다."
행성을 촬영하는 것은 앞으로 수십 년간의 주요 활동이 될 운명이다. 알파 센타우리는- 흠, 만약 탐험가들이 실패할까 봐 탐험을 하지 않았다면, 당신 집의 지구본에는 지금도 빈 공간이 상당히 많았을 것이다.
허핑턴포스트US의 The Nearest Earth를 번역, 편집한 것입니다.
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