인간이 거주할 수 있는 우주, ‘골디락스 존’
생존가능한 행성의 조건
골디락스 행성의 정의
지구보다 인류가 더 살기 좋은 행성이 있을까?
[객원 에디터 기자 5기 / 황시후 기자] 어느 마을에 골디락스라는 이름의 소녀가 살고 있었다. 소녀는 길을 잃어 숲에서 헤매다 오두막을 발견했다. 아무도 없는 그 집에는, 세 그릇의 죽만 덜렁 남아있었다. 하나는 너무 뜨거웠고, 하나는 너무 식었으며, 하나는 먹기에 적당했다. 그래서 골디락스는 먹기에 적당한 세 번째 죽을 먹었다. 이 이야기는 골디락스와 곰 세 마리(Goldilocks and the Three Bears)라는 영국의 동화의 내용이다.
이 동화 ‘골디락스와 곰 세 마리’의 이야기처럼 ‘골디락스 존’은 너무 뜨겁지도 너무 차갑지도 않아 생명체가 살기에 적합한 행성들을 가리킨다. 수치상으로는 태양과 지구와의 거리와 비슷한 약 0.9~1.15AU(약 1억 5천만 km)이며, 항성(태양)에서 행성(지구)까지 거리가 적당해야 한다.
태양계에서는 지구가 바로 골디락스 행성이다. 지구는 생명이 살아가는데 필요한 네 가지 특징들을 지니고 있다.
첫 번째는 행성 표면에 물이 액체 상태로 존재할 수 있는가이다. 지구의 표면온도와 대기압은 표면에 물이 액체 상태로 안정적으로 존재할 수 있게 한다. 둘째, 기후 안정성이다. 지구의 기후는 비교적 안정적으로 유지되어 수십억 년 동안 지표면에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있다. 또한 장기적 기후 안정성은 생물의 진화에도 중요한 부분을 차지하며, 만약 대기가 없어졌거나 폭주하는 온실효과를 가진 기후를 가졌다면 생명체들은 다 지하공간으로 대피했거나 멸종했을 것이다.
세번째는 대기의 요소들이다. 질소, 이산화 탄소, 산소등은 지구 대기의 상당 부분을 차지하며, 이 원소들이 있어야 생명체가 존재할 가능성이 높아진다. 마지막은 판구조론이다. 판구조론이란 지구의 암석권은 수평으로 이동하는 수많은 지각판들로 이루어져 있다는 학설로, 이산화탄소 순환이 중요 요소이자 다양한 지형 형성 요소이기도 하다. 또한 골디락스 행성은 지구와 비슷한 온도를 가져야 한다.
미국 워싱턴주립대 연구진은 지금까지 발견된 약 4000개 이상의 외계 행성을 골디락스 행성들의 발견을 위해 연구했다고 한다. 위 기준들과 비롯해 총 8개의 기준들이 쓰였는데, 우선 태양과 같은 G형 항성(yellow dwarf라고도 불림) 중에서도 온도가 더 낮은 행성이나 K형 항성(태양 질량의 0.5-0.8배에 해당하는 별) 주위 궤도의 50-80억 년의 수명을 가진 행성을 기준으로 내세웠다. 이 행성들의 경우 지구보다 생명체가 진화할 수 있는 시간을 더 길게 가질 수 있기 때문이다. 이에 더불어 행성의 크기는 지구보다 약 10%, 질량은 약 1.5배 더 클 때 생명체가 더욱 서식하기 좋을 것으로 보고 이 또한 기준으로 제시했다. 이 밖에도 표면 평균 온도가 지구보다 약 5도 가량 더 높을 것 등이 기준에 포함됐다.
그 결과, 지구보다 살기 좋은 행성은 아직까지 발견되지는 않았지만, 몇몇 유력한 골디락스 행성들이 추려졌다.
가장 비슷한 행성 중 하나는 글리제 581c로, 지구에 상대적으로 가깝고, 액체 상태의 물이 존재할 수 있다고 한다. 또한 크기도 작은 편이며, 철과 규산마그네슘으로 만들어진 고체 핵 위에 물 층이 있어, 여러 측면에서 지구와 비슷한 골디락스 행성으로 판단되었다. 이와 비슷한 글리제 581d부터 글리제 581g까지 연달아 발견되었다고 한다.
또 다른 행성은 케플러 186F이다. 비록 500광년이라는 거리에서 발견되었지만, 미국 조지아공대 물리대학원 리궁제 조교수 연구팀은 두 외계행성의 지구와 비슷하게 상당히 안정되어 있어 정기적인 계절 변화와 안정된 기후를 갖고 있다고 과학전문지 ‘천문학 저널(Astronomical Journal)’에 밝혔다.
하지만 현재까지 발견된 골디락스 행성들이 무조건 ‘인류가 살기 좋은’, ‘생명체가 서식하기 좋은’ 행성들은 아니다. 연구진은 “지구보다 생명체가 거주하기 적합한 행성이 존재할 가능성을 제외해선 안 된다 “라며 (기준들을 일부만 충족하기 때문에), 더 많은 행성들을 관측할 필요가 있다”라고 말했다.
