우주의 외계생명체가 존재할 다양한 조건

우주의 외계생명체가 존재할 다양한 조건

수소 대비 중(重) 원소가 많은 별일수록 주변 행성에서 생명체가 살 수 있는 환경이 조성되기 어렵다. 컴퓨터 분석결과 중원소가 많지 않은 항성이 자외선을 더 많이 내뿜지만 짧은 파장(ultraviolet B, UV-C) 비율이 더 높아 오존층 형성을 돕는다. 중원소가 많은 별은 파장이 긴 자외선(ultraviolet B, UV-B)으로 행성의 보호막 역할을 하는 오존을 파괴해 생명체 진화에 덜 적합하다. 무거운 원소는 별이 생을 다하고 폭발하며 생성되므로 시간이 흐를수록 생명체에는 덜 우호적인 환경이 조성된다. 철을 비롯한 중 원소는 항성 진화 마지막 단계에서 별 내부에서 생성된 뒤 항성풍이나 초신성 폭발과 함께 우주로 방출돼 다음세대 별을 만드는 재료가 된다. 이는 세대를 거듭하며 나중에 만들어진 별일수록 중원소를 더 많이 갖는다는 것으로, 행성의 보호막인 오존층을 파괴하는 긴 자외선을 더 많이 내뿜는다는 의미이기도 하다. 우주의 시간이 흐르면서 별이 생명체를 만들 가능성은 줄어든다. 그러나 외계행성을 가진 많은 별이 지구라는 확실한 생명체 행성을 가진 태양과 비슷한 나이인 만큼 외계생명을 찾아낼 희망이 없는 것은 아니다.

일부 행성에서는 생명체가 존재하는데 물이 필요하지 않을 수 있다. 우리는 물이 지구 생명체에 필요하기 때문에 생명체에 필수적이라고 생각한다. 하지만 더 일반적인 정의를 살펴보면, 생명체에 필요한 것은 신진대사가 일어날 수 있는 액체이다. 그것은 물이 아닐 수 있고, 우리가 상상조차 못하는 것일 수도 있다. 우주는 상상조차 못하는 크기와 복잡성을 지녔기 때문이다.

섭씨 100도 이하에서는 ‘이온 성 액체’가 일부 암석 행성과 위성 표면에 있을 것으로 추정되는 화학성분으로부터 쉽게 형성될 수 있다. 이온 성 액체는 증기압이 매우 낮아 증발하지 않는다. 액체 물보다 더 높은 온도와 더 낮은 압력에서도 형성되고 유지될 수 있다. 황산과 특정 질소함유 유기화합물의 혼합물이 이런 액체를 생성한다. 암석 행성에서는 황산이 화산활동의 부산물로 생성될 수 있으며, 질소함유 화합물은 태양계의 여러 소행성과 행성에서 이미 탐지됐기 때문에 이는 다른 행성에서도 존재할 수 있다. 이온 성 액체는 유체 내에서 안정적으로 유지될 수 있는 특정 단백질과 같은 일부 생체 분자에게 적합한 환경이 될 수 있다. 너무 따뜻하거나 기압이 너무 낮아 액체 상태의 물을 지탱할 수 없는 행성에서도 이온 성 액체가 존재할 수 있다. 이온 성 액체를 가능성에 포함시키면 모든 암석 행성의 거주 가능 영역이 획기적으로 증가할 수 있다. 이온 성 액체가 있는 곳에 생명체가 존재할 가능성이 있지만, 지구의 생명체와는 다를 것이다. 금성에서의 생명체 흔적을 조사하기 위해 금성 구름에서 황산을 수집하고 증발시키는 방법을 찾고자 했다. 증발 실험을 진행하면서 액체 층이 항상 남아 있다는 것을 발견했고 이 층이 황산과 글리신이 반응하여 형성된 이온 성 액체라는 것을 알아냈다.

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2425520122

우주에는 우리가 알고 있는 은하만 2조개가 있다! 은하마다 천억 개 내외의 별이 있다. 별 중 하나인 태양계도 아직 탐사를 마무리지지 못했다. 우주의 나이는 140억 년에 가깝다. 과거에도 이미 생명이 탄생했다가 멸종했을 수도 있다. 우주 생명체 탐사는 사실 아직 시작도 못했다고 볼 수 있다.