우주에는 지구보다 지옥 같은 금성형 행성이 더 흔하다? [우주를 보다]

최근 과학자들은 수많은 외계 행성을 발견했다. 그 가운데 일부는 표면에 액체 상태의 물이 있을 수 있는 표면 온도를 지니고 있고 지구와 비슷한 암석 행성으로 추정된다. 따라서 우주 어딘가에 제2의 지구가 존재하고 이곳에 생명체가 살고 있을지 모른다는 기대가 커지고 있다.

하지만 과학자들은 제2의 지구에 가능성에 대해서 신중하게 접근하고 있다. 모항성으로부터 적절한 거리에 위치하고 질량이 지구와 비슷하다고 해서 무조건 생명체가 서식할 수 있는 행성이라는 보장은 없기 때문이다. 태양계 내 금성이 대표적인 사례다. 과거 과학자들은 금성의 두꺼운 대기 아래 열대 우림과 비슷한 환경이 있을 것으로 예상하기도 했으나, 실제 탐사 결과 확인된 것은 생명체가 살아남기 불가능한 고온 고압의 지옥 같은 환경이었다.

최근 비엔나에서 열린 유럽 지구과학 연합(EGU) 총회에서 스위스 취리히 연방 공과대학(ETH Zurich)의 션 조던 박사후 연구원을 비롯한 연구팀은 우주에 지구처럼 바다를 가진 거주 가능 행성보다 지옥처럼 뜨거운 금성형 행성이 약 두 배 더 흔할 수 있다는 결과를 발표했다. 연구팀은 지구화학 모델을 통해 행성의 초기 진화를 시뮬레이션한 결과 이런 결과를 얻었다.

연구팀의 시뮬레이션은 행성이 형성되는 초기 단계인 마그마 오션(용암 바다) 단계에서 금성처럼 이산화탄소가 지배적인 대기가 쉽게 형성된다는 점을 보여준다. 쉽게 말해 금성 같은 대기를 지닌 행성이 더 쉽게 생긴다는 것으로 금성이 ‘어느 날 갑자기’ 잘못된 방향으로 흘러간 것이 아니라, 오히려 지구가 예외적인 방향으로 진화했다는 이야기다.

물론 행성 생성 초기에는 지구도 예외가 아니어서 산소나 질소보다 이산화탄소가 풍부한 대기를 가지고 있었을 것으로 여겨진다. 지금처럼 이산화탄소가 적고 산소와 질소로 이뤄진 대기는 한참 후에 등장한 것으로 복잡한 대기 진화의 결과로 생성된 것이다. 과학자들은 이 복잡한 진화 과정에 대해서 많은 사실을 알아냈지만, 이런 대기 진화 과정이 일어나는 것보다는 초기 조건을 그대로 유지해 금성 같은 환경이 되는 경우가 더 쉬울 수밖에 없다. 따라서 우주에는 수많은 외계 행성이 있고 그 가운데는 지구와 조건이 비슷한 행성도 많지만, 상당수는 지구보다 금성을 닮았다는 연구팀의 주장은 나름 타당성이 있어 보인다.

하지만 시뮬레이션과 추정만으로 결론을 내리기 힘든 만큼 과학자들은 직접 외계 행성의 대기를 관측해 이 질문에 대한 답을 얻고 싶어 한다. 연구팀은 앞으로 차세대 우주 망원경과 금성 탐사 미션들이 궤도에 오르면, 수십 년에 걸쳐 은하가 더 많은 ‘살아남기 힘든 암석 행성’을 만들었는지, 아니면 장기적으로 거주 가능한 ‘지구 2.0’을 만들었는지에 대한 명확한 답을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com