별그대…너 혹시 거기서 왔니

또 다른 지구(地球), 이거 찾으면 인류대박

나사, 생명 가능한 행성 찾기
국내 연구진도 남반구에 망원경 설치

▲'제2의 지구'로 꼽히고 있는 케플러 62 행성.[사진제공=한국천문연구원]

[아시아경제 정종오 기자]"너 거기 있고, 나 여기 있지!"

영화 '왕의 남자'에 나왔던 대사이다. 표절시비 논란이 있었지만 법원은 보편적 문구로 표절은 아니라고 판결했다. '거기와 여기'는 공간의 차이일 뿐 동시에 존재한다는 것을 말해준다. 이제 눈을 우주로 돌려보자.

"너(외계행성) 거기 있고, 나(지구) 여기 있지!"

21세기 우주과학자들의 대화법이다. 넓고도 넓은 우주공간에 생명체가 살고 있는 곳은 지구뿐일까. 지금은 그렇다고 답할 수밖에 없다. 아직 생명체 흔적을 발견하지 못했기 때문이다. 그러나 우리가 알지 못하는 곳에 생명체가 살고 있는 외계행성의 존재를 우주 과학자들이 찾고 있다. 따라서 답은 '지금까지는 확인되지 않았지만 앞으로 우주과학이 발전하면 생명체가 있는 외계행성을 발견할 수도 있다'가 된다.

◆케플러(Kepler) "생명 거주 가능한 공간을 찾는다"= '제2의 지구 찾기' 프로젝트는 미항공우주국(NASA)의 '케플러 미션'으로 종합된다. 물론 그 전에도 많은 천문학자들이 망원경을 통해 우주의 여러 별들을 찾았다. 본격적인 '생명 거주 가능한 공간(habitable zone)'을 찾는 시도는 케플러우주망원경이 시작점이라고 볼 수 있다. 그렇다면 케플러는 어떻게 '제2의 지구' 후보 행성들을 찾아낼까. 태양계에 살고 있는 우리의 환경을 생각하면 쉽게 답을 얻을 수 있다.

우리 태양계는 태양이라는 항성을 중심으로 수성, 금성, 지구, 화성이 타원형으로 돌고 있다. 수성은 에너지를 내뿜는 태양과 너무 가까워 뜨거운 열기를 그대로 전달받는다. 그러니 생명체가 살기 힘들다.

또 하나. 항성의 빛의 밝기를 밝혀내면 가능하다. 목성은 태양보다 크기가 10배 작다. 면적으로 보면 100배 적은 셈이다. 목성이 태양을 등지고 지나갈 때 태양의 빛을 측정하면 1% 정도의 태양빛이 줄어든다. 목성의 크기가 태양을 가리기 때문이다. 마찬가지로 태양의 100분의 1 크기인 지구가 태양을 지나가면 태양빛의 0.1%를 가리게 된다.

이 두 가지로 케플러는 외계에서 항성과 행성의 존재를 확인한다. 그렇게 열심히 찾은 결과 2013년에 발견된 '케플러62' 행성이다. 항성 주위를 도는 62b~62f 5개의 행성을 발견했다. 이 중 62e와 62f가 '생명 거주 가능한 지역' 후보로 떠올랐다. 62e와 62f는 항성으로부터 적당한 거리에 떨어져 있었고 특히 지구의 크기와 비슷한 것으로 밝혀졌기 때문이다. 이재우 한국천문연구원 박사는 "생명체가 살기 위해서는 물이 반드시 필요한데 물은 항성에 너무 가까우면 존재 가능성이 희박하다"며 "여기에 암석형 행성으로 이뤄져야 하고 그 크기는 지구의 2분의 1에서 2배 정도가 가장 이상적인 행성"이라고 설명했다.

▲다항성, 다행성으로 이뤄져 있을 가능성을 이미지로 연출한 모습.[사진제공=NASA]

◆다항성, 다행성 발견= 이런 가운데 나사는 최근 다항성과 다행성으로 이뤄져 있는 우주의 모습을 포착했다. 지난 2월26일 케플러우주망원경이 715개의 새로운 행성을 발견한 것이다. 태양계와 비슷한 모습을 보이고 있어 관심이 집중되고 있다. 이번에 발견된 행성 중 약 95%는 해왕성보다는 작고 지구보다는 4배 정도 큰 것으로 나타났다.

존 그룬스펠드 NASA의 박사는 "우리의 미래를 보여주는 것"이라며 고무됐다. 그룬스펠드 박사는 "케플러는 우리에게 놀라운 사실들을 계속 보여주고 있다"며 "새로운 세계를 찾기 위해 우리가 준비 중인 제임스웹우주망원경으로 볼 수 있는 미래를 예고하고 있다"고 말했다.

이번에 발견된 새로운 행성들 중 4개는 지구 크기와 비슷하고 물의 존재 가능성이 점쳐지면서 인간이 살 수 있는 '제2의 지구'가 될 가능성이 제기됐다. 4개의 행성은 지구의 2.5배 크기에 그들만의 태양 주변을 돌고 있는 것으로 나타났다. 표면온도는 물이 흐르기에 적당한 온도일 것으로 추정된다.

특히 '케플러 296f'로 이름 붙여진 행성은 우리 태양 크기의 반 정도에 5% 정도의 빛을 내는 항성 주변을 돌고 있는 것으로 알려졌다. 케플러 296f의 행성은 지구의 두 배보다 조금 작은 크기이다. 아직 과학자들은 이 행성에 수소-헬륨 가스층이 있는지, 물이 존재하는지 여부는 알 수 없다고 말했다.

◆우리나라도 본격 탐사에 나선다= 나사는 2018년 제임스웹우주망원경을 발사한다. 별의 탄생, 블랙홀의 존재, 지구 밖의 새로운 생명체 탐사 등 우주의 미스터리를 풀기 위한 목적이다. 우리나라의 한국천문연구원에서도 새로운 외계행성을 찾기 위해 남반구 3곳(칠레ㆍ남아공ㆍ호주)에 1.6m 망원경과 2도x2도 광시야를 가진 CCD 카메라를 이용해 우리 은하 중심부(은하수)를 24시간 연속으로 모니터링한다. 이번 프로젝트는 '외계행성 탐색시스템(KMTNetㆍKorea microlensing Telescope Network)'으로 2009년부터 수행하고 있다. 올해에는 남반구 3곳에 망원경을 설치해 본격 탐사에 나서는 것이다. 이재우 박사는 "이 프로젝트의 주요한 목적은 외계행성 탐색방법 중에서 중력렌즈 현상을 이용해 지구와 같은 행성을 찾는 것"이라며 "외계행성의 물리적, 통계적 특성을 연구하는 것이며 해마다 수백개의 외계행성을 찾아낼 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

넓고 넓은 우주공간에서 과연 우리와 같은 제2의 지구 찾기는 가능할까. 전 세계는 물론 우리나라도 이 탐험에 본격 나서고 있어 관심이 집중되고 있다. 여기에 화성에 인류를 보내는 프로젝트와 목성의 유로파 위성에 생명체가 살고 있을 가능성 등에 대한 연구가 계속되고 있어 외계행성의 존재와 생명체 탐구는 당분간 이어질 것으로 보인다.