작은 별 주변에는 물 대신 탄소 풍부…외계생명체 존재 가능성 낮아지나? [아하! 우주]

과학자들은 지금까지 5000개 이상의 외계 행성을 찾아냈다. 대부분은 지구보다 큰 가스 행성이지만, 일부는 지구와 비슷하거나 약간 큰 행성으로 액체 상태의 물이 있다면 생명체의 존재 가능성을 기대할 수 있다. 하지만 지구형 외계 행성 중 상당수가 태양 같은 별이 아니라 태양보다 질량이 작고 어두운 별 주위에서 관측되어 지구와 비슷한 환경인지를 두고 과학자들 사이에서도 논쟁이 지속되고 있다.

막스플랑크 천문학연구소의 토마스 헤닝이 이끄는 국제 천문학자 팀인 MINDS(MIRI Mid-INfrared Disk Survey)는 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 관측 능력을 이용해 태양 질량의 11%에 불과한 작은 아기별 주변의 환경을 조사했다. 지구나 목성 같은 행성들은 원시 아기별 주변의 가스와 먼지의 모임인 원시행성계 원반에서 생성되므로 원시행성계 원반의 구성 물질을 조사하면 이 행성의 구성 물질 역시 알아낼 수 있다. 다만 대부분의 아기별이 작고 가스 성운 속에 숨어 있어 관측이 어려운 경우가 대부분이다.

하지만 연구팀 제임스 웹 우주 망원경 덕분에 작은 아기별인 ISO-ChaI 147 주변의 원시행성계 원반을 상세히 관측할 수 있었다. 제임스 웹 우주 망원경이 제일 강력한 성능을 갖췄을 뿐 아니라 파장이 긴 적외선 영역에서 우주를 관측하기 때문에 먼지와 가스 구름을 뚫고 관측하는 데 유리하기 때문이다.

제임스 웹 우주 망원경 관측 결과 ISO-ChaI 147 주변 원시행성계 원반에는 메탄, 에탄, 프로파인, 시이아노아세틸렌 같은 다양한 탄화수소 화합물들이 발견됐다. (사진 참조) 이 가운데 메탄을 제외한 다른 원소는 처음 발견된 것이다. 하지만 기대했던 물 분자는 발견할 수 없었다. 연구팀은 이 관측 결과를 토대로 태양보다 작은 별 주변 원시행성계 원반에는 산소보다 탄소가 더 풍부할 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

만약 이런 물질 구성이 작은 별 주변 행성에서 일반적이라면, 작고 어두운 적색왜성 주변 행성의 환경은 지구와 크게 다를 가능성이 높다. 예를 들어 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 위치라도 실제로는 물은 거의 없고 탄소 기반 화합물이 풍부한 환경일 수 있다.

생명체가 존재할 수 있는 제2의 지구를 찾는 과학자들에게는 실망스러운 소식이지만, 그렇다고 이 연구 결과가 외계 생명체의 존재 가능성을 부인하지는 않는다. 탄소가 풍부한 행성에서는 지구처럼 물을 기반으로 한 생명체가 아니라 탄화수소를 기반으로 한 생명체가 탄생할 수도 있다. 설령 그렇지 않더라도 우주에는 태양 같은 별도 매우 흔하기 때문에 지구와 비슷한 조건을 지닌 행성 역시 무수히 많을 수밖에 없다. 다만 이 연구 결과가 옳다면 작고 어두운 적색왜성을 공전하는 지구형 행성에서 생명체 존재 가능성은 낮을 것으로 보인다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com