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태양계 밖에서 '쌍둥이 지구' 7개 발견…생명체 존재 가능성은?

■ 이태형 / 한국우주환경과학연구소장

[앵커]
최근 태양계 밖에서 지구 크기의 행성 7개가 발견되며 천문학계에 이목이 집중됐습니다. 또한, 지난 2006년 태양계에서 퇴출당한 명왕성의 복귀 가능성이 제시되기도 했는데요.

오늘 <별별 과학>에서는 이태형 한국우주환경 과학연구소장과 함께 한 주간의 우주 이슈에 대해 알아보겠습니다. 안녕하세요? 앞서 말씀드린 것처럼 지구의 자매 행성이라고 할까요, 행성 7개가 발견됐던데 어떤 내용입니까?

[인터뷰]
우리나라 시간으로 지난 23일 새벽이었죠. 미국 나사가 중대 발표를 했습니다. 지구로부터 39광년 떨어진 곳에 7개의 지구와 같은 행성을 가지고 있는 별을 발견했다(고 발표했습니다.)

트라피스트(TRAPPIST)-1이라는 별인데요. 트라피스트-1이라는 별이 뭐냐면, 별 앞에 행성이 지나가면 별빛이 가리는데, 별이 지나가면서 별빛이 가릴 때 그 가리는 정도를 가지고 행성의 크기를 알아내는 거거든요.

그렇게 해서 작년 6월에 이미 3개의 행성이 있다는 걸 발견했는데, 이걸 조금 더 자세히 연구해보니까 3개가 아니고 7개더라, 그러니까 우리 태양계에는 지구처럼 생명이 살만한 곳이 하나밖에 없잖아요.

그런데 이런 곳이 무려 7개나 있는 그런 별이 있다, 그래서 행성들의 이름을 정할 때 별을 a라고 합니다. 첫 번째부터 b, c, d 이렇게 정하거든요. 7개의 행성이 발견됐으니까 맨 앞에서부터 b, c, d, e, f, g, h까지 이렇게 7개가 있는 별, 트라피스트-1을 발견했다는 얘기입니다.

[앵커]
이 행성들이 지구의 일곱 자매라고 불리는 이유는 무엇인가요?

[인터뷰]
일곱 자매, 일곱 쌍둥이라고도 불리는데요. 지구와 굉장히 비슷하다는 거죠.

이 행성이 별 앞을 가릴 때 가리는 정도를 보면서 이 행성이 얼마나 큰지를 알 수 있겠죠. 크면 클수록 빛을 많이 가리니까, 가리는 정도를 가지고 크기를 알 수 있고, 행성이 돌 때 별의 질량에 따라서 약간씩 움직임이 있습니다. 그럼 질량과 크기를 알고 나니까 이 행성들의 밀도가 어떤지 알 수 있을 거예요.

그래서 보니까 이 7개가 다 지구처럼 딱딱한 바위 정도로 되어 있을 것이다. 제일 작은 것은 지구의 약 77%, 제일 큰 것은 1.1배 정도 크기가 되고, 질량도 작은 것은 44%, 큰 것은 1.3배 정도.

지구와 굉장히 비슷한 정도 크기의 암석으로 되어있는 지구형 행성이라는 얘기죠. 모양을 보니까 거의 지구와 비슷하니까, 쌍둥이 내지는 자매라고 불리지 않을까 생각했습니다.

[앵커]
망원경을 별걸 다 관측할 수 있네요. 이 행성들은 어떤 특징을 가지고 있나요?

[인터뷰]
기본적으로 제일 중요한 것은 이것들이 액체상태의 물이 존재할 것 같다, 왜냐면 빛이 가려지는 주기를 보면 행성들이 이 별을 얼마만큼의 주기로 도는지 알 수 있겠죠.

당연히 별에 가까우면 가까울수록 빨리 돌겠죠.

그러니까 이 7개의 행성의 공전주기를 보니까 별에서부터의 거리가 대략 500만km 이내가 될 것 같다, 가늠이 안 오죠?

태양부터 수성의 거리가 약 5,000만km 정도 됩니다. 그러니까 태양에서 수성까지의 거리에 약 10분의 1밖에 안 되는 거리에요.

그러니까 우리가 조금 더 쉽게 이해할 수 있게 보면 목성을 보면 이오, 에우로파, 가니메데, 칼리스토 같은 큰 거대 위성들이 있어요. 그것과의 거리와 비슷하거든요.

트라피스트-1이라고 하는 별은 사실 별은 별이지만, 별의 한계를 넘어선 막 빛을 내기 시작한 별이거든요.

그러니까 목성과 비슷한 별인데, 이 행성들 자체가 공전주기가 안쪽에 있는 6개는 1.5일에서 12일 정도 제일 바깥쪽에 있는 7번째가 20일 정도, 그러니까 이런 공전주기를 봤을 때 거리가 대략 액체상태의 물이 존재할 수 있는 곳인 것 같다, 액체상태의 물이 존재할 수 있다는 건 뭐냐면 생명체가 존재할 수도 있지 않는가(하는 생각을 할 수 있어요.)

[앵커]
그럼 그 확률은 어느 정도 된다고 보시나요?

[인터뷰]
그건 아직 잘 정확하게 모르겠는데, 또 하나 재밌는 게 뭐냐면 이 행성들 같은 경우에 워낙 가까이 있다 보니까 항상 같은 면만이 별을 향하고 있는 거예요.

달이 지구에 항상 같은 면만을 보여주죠.

목성의 큰 위성들도 마찬가지거든요. 큰 천체 앞에 있는 작은 천체는 고개를 돌릴 수가 없어요. 중력이 워낙 세니까, 고개를 돌리면 다시 당기거든요. 그래서 항상 같은 면만을 보여주니까 낮인 곳은 항상 낮, 밤인 곳은 항상 밤.

그곳에 생명체가 있더라도 낮과 밤이 교차하는 것이 아니라 항상 낮인 곳은 낮이고 밤인 곳은 밤이다.

그런데 만약 대기가 있다면, 공기가 흐르니까 밤인 곳도 춥지 않을 거 아니에요.

그리고 또 하나는 워낙 가깝다 보니까, 조석력, 그러니까 이 행성의 별이 반대쪽으로 향한 곳과 반대쪽의 중력이 틀릴 거 아니에요.

앞쪽은 중력이 셀 거고, 반대쪽은 조금 약한데, 그 차이에 의해 마찰이 일어나기 때문에 안쪽에 있는 2개의 행성 같은 경우에는 화산 활동이 굉장히 심하게 일어날 수 있을 것이다.

그래서 화산 활동이 일어나고 한쪽에서는 낮만 계속되고 밤만 계속되고, 또 하늘 자체도 별빛이 흐리기 때문에 사실 파란 하늘이 있는 게 아니라, 거의 주황색 하늘, 적외선이 많기 때문에 주황색 하늘, 희미한 하늘, 지구로 치면 밤이 올 것 같은 하늘이 계속되는, 그런데 7개의 행성에 다 생명체가 있다면 서로 고등 생명체가 만약에 있다면 그러면 서로 교류도 하고 수학여행도 옆 행성으로 갈 수도 있지 않을까 생각합니다.

[앵커]
생명체가 있다면 엄청난 발견인데, 중대 발표라고는 했지만, 큰 의미가 있을까요?

[인터뷰]
그런데 이럴 때 기본적으로 뭘 알아야 하냐면 지구형 행성이다, 크기도 비슷하고 온도 적당하다, 그러면 정말 우리가 확인해야 할 것은 뭐냐면 물이 있는지, 대기가 있는지 확인해야 할 것 아니에요.

그래서 나사에서 여기에 정말 물과 대기가 있는지 확인하고 있는데, 확인하는 방법이 뭐냐면 대기가 있다면 별빛이 대기를 통과해서 나올 것 아니에요.

그때 약간 대기 속의 탄소라든가 메탄이라든가 수증기가 있다면, 그 별빛의 일부 파장을 흡수할 수 있어요.

그래서 아주 자그마한 행성을 통과하고 나온 그 별빛을 분석해서 그 행성에 대기가 있는지, 대기 속에 어떤 성분이 있는지를 확인하는 거거든요.

현재 미국 나사에서는 허블 우주 망원경으로 하고 있고, 내년부터는 제임스 웹이라고 하는 지름이 약 6.4m 되는 거대한 거울을 단 적외선 망원경이 올라가요.

(우주로) 올라가면 확실히 알 수 있겠죠. 그렇다면 정말 여기에 액체상태의 물이 있을 수도 있고, 대기도 있다, 보니까 메탄의 흔적도 있으니까 생명체가 있을 것 같다, 그러면 정말 제대로 연구해 볼 수 있을 것 같습니다.

[앵커]
비밀이 밝혀질 날이 곧 얼마 남지 않겠군요.

[인터뷰]
그래서 가장 큰 의미는 뭐냐면 이 별이 특별한 별이 아니거든요.

여기에 지구형 행성이 7개나 있고 하나의 별이 있다는 것은 뭐냐면 우리 은하계에 그만큼 지구처럼 생명체가 살만한 곳이 많을 것이다, 그러니까 물론 그곳에 생명체가 있는지, 인간과 같은 고등 생명체가 있는지 모르겠지만, 충분히 인간이 가서 살 수 있는 또는 인간처럼 생명체가 충분히 있을 환경은 많을 것이다, 그런데 참 안타까운 것은 39광년 가까운 거리죠.

지구를 한 시간에 한 바퀴 도는 이런 현재 빠른 우주선을 타고 간다고 하더라도 여기까지 가는데, 백만 년이 걸립니다.

[앵커]
그런가 하면 행성에서 퇴출 당한 명왕성을 다시 행성으로 복귀시키려는 움직임 있다고 들었거든요.

어떤 건가요?

[인터뷰]
명왕성이 1930년에 처음으로 발견된 태양계의 9번째 행성이었죠. 학교 다닐 때 수, 금, 지, 화, 목, 토, 천, 해, 명 배우셨죠?

[앵커]
네, 맞아요. 그렇죠.

[인터뷰]
그런데 이것이 작년에 퇴출 당했는데, 이유는 명왕성 너머에서 명왕성보다 큰 것이 발견된 거예요.

그래서 행성 정의를 이렇게 하면 행성이 계속 늘어나니까, 태양을 도는 것 중에서 그 궤도에서 가장 지배적인 것, 제일 큰 것만을 행성으로 하자는 것으로 정하는 바람에 명왕성이 퇴출 당했거든요.

그런데 2015년에 뉴허라이즌스이라고 명왕성을 탐사한 우주선이 있었죠.

그것을 연구한 학자들이 하다 보니까 굳이 그럴 필요 있느냐, 그리고 퇴출해서 왜행성, 난쟁이 행성이라는 것으로 분류를 바꿨는데 그러다 보니까 사람들의 관심이 떨어지잖아요.

그래서 사람들의 우주에 대한 관심을 높이기 위해서는 그냥 공처럼 충분히 중력이 있어서 공처럼 구형으로 생긴 것은 다 행성으로 분류하는 것이 좋을 것이라는 제안을 한 거예요.

그 당시 뉴허라이즌스를 주도했던 과학자들을 중심으로 해서 (이런 이야기가 나왔어요) 그래서 만약에 이렇게 된다면 달도 행성이 될 수도 있고.

[앵커]
그러니까요. 이렇게 되면 달이 행성이 될 수 있는 것 아닌가요?

[인터뷰]
그래서 행성이 뭐 여러 가지 왜행성들이 5개인데, 이게 다 행성이 되고 행성들이 더 많아질 것입니다.

그런데 그렇게 된다면 사실 현실적인 것이 별로 없어요.

우리가 수, 금, 지, 화, 목, 토, 천, 해, 명이라고 하는 것도 길었는데, 이런 식으로 하면 행성이 아마 현재만 해도 20개가 넘을 거고요.

계속 발견될 때마다 행성이 늘어날 것입니다. 그러면 교과서는 계속 바뀌어야 하고, 그래서 현실 가능성은 별로 없지만, 아무튼 명왕성을 아직도 미국에서는 미국에서 유일하게 발견한 행성이거든요.

나머지는 다 유럽에서 발견했기 때문에, 미국 천문학자 같은 경우에는 명왕성에 대한 애착이 강한 것 같습니다.

그런데 다시 바뀌긴 쉽지 않을 것 같고요. 아무튼, 명왕성에 애착은 가지고 있어야 할 것 같습니다.

[앵커]
어떤 식으로 결론이 날지 한 번 지켜봐야 할 것 같습니다.

지금까지 이태형 한국우주환경과학연구소장과 함께했습니다.

오늘 말씀 감사합니다.
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