제임스 웹 우주 망원경으로 ‘제2의 금성’ 찾는 이유 [아하! 우주]

제임스 웹 우주 망원경은 과거 다른 망원경으로는 불가능했던 강력한 관측 성능으로 천문학의 새 역사를 쓰고 있다. 하지만 아직은 임무 초기로 지금까지 관측한 천체보다 앞으로 관측해야 할 천체가 훨씬 많은 상태다. 전 세계 수많은 과학자가 사용을 원하는 망원경이다 보니 우선 순위에 들기 위한 과학계의 경쟁도 치열한 상태다.

그런데 미국 캘리포니아 대학 리버사이드 캠퍼스 과학자들은 다소 엉뚱하게도 지구가 아닌 제2의 금성을 찾는다는 연구 목표를 제시했다. 물론 연구팀은 역사상 가장 비싼 망원경을 사용해서 제2의 금성을 찾아야 할 이유도 함께 제시했다. 지구 크기의 암석 행성 가운데 지구와 금성 중 어느 쪽이 더 일반적인 경우인지 알아내야 한다는 것이다.

금성은 지구보다 약간 작아 태양계에서 가장 비슷한 형제 행성으로 불린다. 그런데 두 형제의 표면 환경은 180도 다르다. 지구는 생명체가 살기에 적당한 온도와 액체 상태의 물이 풍부한 환경인 반면 금성은 섭씨 464도의 뜨거운 표면 온도와 지구의 대기압의 90배가 넘는 고압 환경으로 어떤 생명체도 살아남을 수 없다. 하지만 지금까지 어느 쪽이 더 일반적인 경우인지, 아니면 둘 다 극단적인 경우인지 알 수 없었다.

연구팀은 모항성에서의 거리와 질량, 크기 등을 통해 지금까지 알려진 300여 개의 암석형 행성 가운데 제2의 금성으로 가장 가능성이 높은 외계 행성 5개(TOI-2285 b, LTT 1445 A c, TOI-1266 c, LHS 1140 c, L98–59 d)를 제시했다. 이들을 관측한 결과 금성 같은 경우가 흔하다면 지구와 비슷한 크기의 외계 행성 중 상당수는 생명체가 살 수 없는 환경일지도 모른다.

물론 반대로 금성 같은 행성이 있을 것으로 예상되는 금성 존(Venus Zone)의 환경이 실제로는 지구와 비슷하다면 외계 생명체가 존재할 가능성도 그만큼 커진다. 물론 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 관측 성능으로도 멀리 떨어진 외계 행성의 대기 구성 물질과 표면 온도를 정확히 측정하기는 어렵다. 하지만 금성 존의 개념을 2014년 처음 제시했던 과학자이자 천체물리학 저널에 게재된 논문의 공저자인 캘리포니아의 대학 스티븐 케인 교수는 제임스 웹 우주 망원경의 관측 성능과 진보된 분석 기술을 통해 일부 암석형 외계 행성이 대기를 지니고 있는지 알아내는 것은 물론 구성 물질도 알아낼 수 있다고 보고 있다.

사실 우리는 생명체가 존재할 수 있는 거주 가능 영역(habitable zone)을 알기 위해서 우선 거주가 불가능한 금성 같은 행성이 존재할 수 있는 구간을 알아내야 한다. 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경의 2024년 관측 목표로 제2의 금성을 리스트에 제시했다. 이 관측 결과에 따라 금성이 태양계에 매우 독특한 존재인지 아니면 우주에 생각보다 흔한 존재인지가 밝혀질 것이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com