지구 밖 생명체, 어디서 찾을 것인가

코넬 대학교 칼 세이건 연구소 연구팀이 현재까지 발견된 6,000개 이상의 외계행성 중 생명체 거주 가능성이 가장 높은 45개의 암석 행성을 선별해 목록을 공개했다. 이 연구 결과는 수요일 영국왕립천문학회지(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 발표되었으며, 향후 제임스 웹 우주망원경과 NASA의 거주 가능 세계 관측소(Habitable Worlds Observatory) 관측 우선순위 설정에 활용될 예정이다.

연구팀은 유럽우주국(ESA)의 가이아 미션과 NASA 외계행성 아카이브 데이터를 분석해 항성으로부터 적정 거리에 위치한 행성들을 추출했다. 너무 가까우면 뜨겁고 너무 멀면 차가운 '골디락스 존(habitable zone)'에 있으면서, 표면에 액체 상태의 물을 유지할 가능성이 높은 천체들이다.

왜 이 45개 행성인가

생명체 탐색의 핵심은 '물'이다. 지구상 모든 생명체는 물을 필수 요소로 하며, 외계 생명체 역시 같은 원리를 따를 가능성이 높다는 것이 천문학계의 중론이다. 연구팀은 단순히 거주 가능 영역에 위치한 행성만이 아니라, 지구가 태양으로부터 받는 에너지와 유사한 수준의 복사 에너지를 받는 행성들을 우선 선별했다.

주요 관측 대상에는 약 40광년 거리의 TRAPPIST-1 d, e, f, g와 48광년 거리의 LHS 1140 b가 포함됐다. TRAPPIST-1 행성계는 7개의 지구 크기 행성을 거느린 적색왜성 시스템으로, 이 중 4개가 거주 가능 영역에 위치해 주목받아 왔다. 다만 이들 행성이 실제로 생명체를 품을 수 있는지는 대기 존재 여부에 달려 있다. 대기가 없다면 표면 온도 유지와 우주 방사선 차폐가 불가능하기 때문이다.

연구를 이끈 리사 칼테네거(Lisa Kaltenegger) 교수는 "영화 〈프로젝트 헤일 메리〉가 아름답게 보여주듯, 생명체는 우리가 상상하는 것보다 훨씬 다양한 형태로 존재할 수 있다"며 "이번 목록은 만약 우리가 실제로 '헤일 메리 우주선'을 건조한다면 어디로 가야 할지 알려주는 지도"라고 설명했다.

외계행성 탐사의 역사적 흐름

인류 최초의 외계행성 발견은 1992년으로 거슬러 올라간다. 펄서(중성자별) 주변을 도는 행성이 처음 확인됐고, 1995년에는 태양과 유사한 항성 주변에서 목성 크기의 행성 페가수스자리 51b가 발견되며 외계행성 연구의 포문이 열렸다.

2009년 발사된 NASA의 케플러 우주망원경은 게임 체인저였다. 2018년 임무 종료 시까지 2,600개 이상의 외계행성을 확인하며 "거의 모든 별이 행성을 갖고 있다"는 사실을 입증했다. 2018년 발사된 TESS(Transiting Exoplanet Survey Survey Satellite)는 케플러의 뒤를 이어 가까운 거리의 밝은 별 주변 행성들을 집중 탐사하고 있다.

2021년 발사된 제임스 웹 우주망원경은 외계행성 대기 분석 능력을 획기적으로 향상시켰다. 기존 허블 우주망원경으로는 불가능했던 중간 크기 행성의 대기 성분 분석이 가능해지면서, 단순한 발견을 넘어 '거주 가능성 검증' 단계로 진입했다. 2023년에는 TRAPPIST-1 c의 대기가 거의 없다는 사실을 확인하는 등 구체적 성과를 내고 있다.

앞으로의 전망 [AI 분석]

이번 목록 공개는 외계 생명체 탐사가 '무작위 탐색'에서 '전략적 관측'으로 전환되는 분기점이 될 가능성이 높다. 제임스 웹 우주망원경의 관측 시간은 제한적이고 경쟁이 치열하기 때문에, 우선순위 설정이 필수적이다.

특히 2030년대 발사 예정인 NASA의 거주 가능 세계 관측소는 이번 목록을 기반으로 관측 계획을 수립할 것으로 보인다. 이 차세대 망원경은 지구 크기 행성의 대기에서 산소, 메탄, 수증기 같은 생명체 지표(biosignature)를 직접 탐지할 수 있도록 설계되고 있다.

다만 전문가들은 신중한 해석을 강조한다. 대기 성분 검출이 곧 생명체 존재를 의미하지는 않기 때문이다. 메탄은 지질 활동으로도 생성될 수 있고, 산소 역시 생물학적 과정 없이 물 분해를 통해 축적될 수 있다. 따라서 여러 생명체 지표의 조합과 화학적 불균형 상태를 종합적으로 분석하는 접근이 필요하다는 것이 천문학계의 공통된 견해다.

향후 10~20년 내 이들 45개 행성 중 최소 수 개에 대한 상세한 대기 분석 결과가 나올 것으로 예상되며, 이는 "우주에 우리만 있는가"라는 인류 최대의 질문에 한 걸음 더 다가서는 계기가 될 전망이다.