외계행성의 숨결을 보다 – 생명 가능성의 실마리
우주에는 지구 외에도 생명이 존재할 수 있을까요? 이 오랜 질문에 대해 과학은 이제 관측으로 답을 시도하고 있습니다. 제임스웹 우주망원경(JWST)은 단순히 먼 별을 보는 것을 넘어, 외계행성의 대기를 분석하여 생명체의 존재 가능성을 탐색하고 있습니다. 이번 글에서는 제임스웹이 관측한 대표 외계행성 사례들과, 대기 속에 생명 가능성의 단서를 어떻게 찾는지를 소개해드리겠습니다.
1. 제임스웹이 외계행성을 관측하는 방식
제임스웹 우주망원경은 트랜짓(transit) 방식으로 외계행성을 관측합니다. 이 방법은 행성이 별 앞을 지나갈 때, 별빛의 일부분이 행성의 대기를 통과하게 되고, 이 빛을 분석함으로써 대기 구성 성분을 추정할 수 있습니다. 제임스웹은 적외선 스펙트럼을 통해 이산화탄소, 수증기, 메탄, 오존 등의 존재 여부를 확인할 수 있으며, 이는 생명체 존재의 중요한 단서가 됩니다. 이처럼 '보이지 않는 것을 보는' 기술은 외계 생명 탐색에 결정적인 도구가 됩니다.
2. WASP-96b – 물의 흔적을 보다
2022년 7월, 제임스웹이 공개한 첫 외계행성 이미지 중 하나는 WASP-96b라는 거대 가스 행성이었습니다. 이 행성은 지구에서 약 1,150광년 떨어져 있으며, 별 주위를 약 3.4일 만에 도는 매우 뜨거운 ‘핫 주피터’ 유형입니다. 제임스웹은 이 행성의 대기에서 수증기(water vapour)를 확인하였고, 이는 망원경의 적외선 분광 기술의 성능을 입증함과 동시에, 행성 대기 분석을 통한 생명 가능성 탐색의 출발점을 제시했습니다.
3. TRAPPIST-1 행성계 – 생명 가능성이 있는 후보지
TRAPPIST-1은 우리로부터 약 40광년 떨어진 왜성 주위를 도는 7개의 암석형 행성을 포함한 행성계입니다. 그중 일부는 생명체 거주 가능성(생물권)에 위치해 있으며, 제임스웹은 이 행성들의 대기를 정밀 관측하고 있습니다. 가장 기대되는 점은, 이 행성들이 지구와 유사한 밀도와 크기를 가졌으며, 일부에서는 대기 중 이산화탄소 혹은 수증기의 존재가 관측될 수 있다는 점입니다. 이는 생명체 존재 가능성에 대한 탐색을 한 단계 진전시킬 수 있습니다.
4. 외계행성 대기에서 무엇을 찾고 있나요?
과학자들은 외계행성의 대기에서 다음과 같은 생명 관련 지표를 찾습니다.
- 이산화탄소 (CO₂): 생물 활동의 부산물 혹은 화산활동의 결과
- 메탄 (CH₄): 유기물 분해, 미생물 활동과 연관
- 수증기 (H₂O): 액체 물의 존재 가능성
- 오존 (O₃): 산소와 생명체 존재의 간접적 증거
이 성분들이 함께 나타날 경우, 단순한 무기적 반응이 아닌 생물학적 과정의 개연성을 암시할 수 있습니다. 따라서 ‘스펙트럼 곡선’ 하나가 곧 외계 생명의 실마리가 될 수 있는 것입니다.
5. 결론: 외계 생명에 한 발 더 다가가다
제임스웹 우주망원경은 ‘우주를 보는 눈’을 넘어서, 우주의 숨결을 듣는 귀가 되고 있습니다. 보이지 않는 외계행성의 대기를 분석함으로써, 우리는 지구 바깥 생명의 가능성에 한 걸음 더 다가가고 있습니다. 지금까지의 관측은 시작에 불과합니다. 향후 더 많은 외계행성이 분석되고, 이산화탄소·수증기·메탄·오존이 ‘함께’ 존재하는 행성이 발견된다면, 그날은 인류가 우주 속 새로운 생명과 마주하게 되는 역사적인 순간이 될지도 모릅니다. 다음 편에서는, 우주의 가장 어두운 곳에 자리한 ‘퀘이사와 초대질량 블랙홀’의 세계로 여러분을 안내하겠습니다.