우리 뿐인가?

흔히 과학자들은 이 우주에 존재하는 별의 수가 10²²개 정도라 말한다. 태양과 같이 스스로 빛을 내는 항성의 숫자가 그렇다는 말인데, 그 항성들은 은하계에 속한다. 이를 쉽게 이해시키기 위해 과학자들은 “우주에는 우리 태양계가 속한 ‘우리은하(Our Galaxy)’와 같은 집단이 (적어도) 1000억 개가 있는데, 또 우주에는 이와 같은 집단이 다시 1000억 개가 존재하고 있다”고 설명한다. 

하지만 항성의 숫자는 추정에 불과하다. 사실 이 우주의 별은 너무나 많아 측정이 불가능하고 게다가 그 별은 하루에도 수없이 생겨나고 또 소멸하기도 한다. 따라서 그저 무지무지하게 많다고 보면 될 것 같다.(참고로 10의 22승, 즉 10²²을 세려고 하면 24시간 잠 안 자고 40년이 걸린다고 한다) 이를 그림으로써 설명하자면

 

 

이와 같은 '우리 태양계'를 형성할 수 있는 태양이

 

 

'우리 은하계'에는 1000억 개가 있는데,(화살표 안이 우리 태양계의 태양)

 

 

 

 

그와 같은 은하계가 이 우주에는 또 1000억 개가 있다는 말이다.(보이는 점 하나 하나가 모두 은하계다) 이 우주를 다시 ZOOM OUT 하면

 

 

 

'우리 은하계'에서의 우리의 지구는 아마도 이쯤이 될 것 같은데, 이를 다시 ZOOM OUT 하면 

 

화살표가 가리키는 희미한 파란 점이 지구로서, 칼 세이건이 말한 '창백한 푸른 점(The Pale blue dot)'이 실감난다.(이렇게 보면 그 안에 사는 우리 인간은 그야말로 스타 다스트만도 못한 존재인 바, 아둥바둥 지지고 볶고 아귀다툼을 하면 살 필요가 없어 보인다. 그저 겸허하게 조금 양보하며, 가끔은 하늘을 우러러보며 욕심 없이..... 부동산을 많이 가진다 한들 저 우주 속에서 과연 얼마나 되겠는가.....)

아무튼 이렇게 볼 때 'Are we alone?(우리 뿐인가)'하는 질문은 늘 천문학과 함께 할 수밖에 없다. 그 많은 행성 중에 우리 인간과 같은 고등생명체가 살 수 있는 행성이 지구 하나밖에 없다는 것을 믿을 수 없기 때문이다. 이에 칼 세이건은 “우주에 우리밖에 없다면 엄청난 공간의 낭비이다”라는 유명한 말을 남기기도 했는데, 이것이 우주의 다른 태양계에 사는 외계인의 존재에 대한 확신에의 갈음임은 더 말할 나위가 없을 것이다. 사실 칼 세이건 뿐 아니라 필자가 직간접적으로 만나본 국내외 천문학자들의 거의 모두가 외계인의 존재에 대한 믿음을 갖고 있었다.

그리고 그들이 같은 믿음을 갖는 이유는 단지 이 우주 공간이 넓고 별이 많아서가 아니라, 그래서 그중에는 사람 사는 천체도 있지 않겠나 하는 막연한 생각에서가 아니라, 그동안 꾸준히 행해져 왔던 관측 결과의 반영이라는 것이다. 그 결과란 최근 몇 년 간 집중적인 성과를 낸 슈퍼지구의 발견, 즉 우리 지구와 유사한 환경을 가진 행성에의 발견을 말하는 것인데, 그것들을 열거하면 다음과 같다.

2005년: 글리제 876d

2006년: OGLE-2005-BLG-390Lb

2007년: 글리제 581c, 글리제 581d

2008년: MOA-2007-BLG_192Lb

2009년: 글리제 581e, 글리제 832b, 글리제 667c

2010년: HD 85512b, 글리제 581g

2011년: 케플러-22b, 케플러-20e, 케플러-20f

2012년: 글리제 667Cc, 글리제 1214b, 글리제 163b, 글리제 163c, HD 40307g

2013년: KOI-172.02, 케플러-69c, 케플러-62e, 케플러-62f, 케플러-78b

2014년: 케플러-174d, 케플러-296f, 케플러-298d, 케플러-309c, 케플러-186f, 글리제 832c

2015년: 케플러-452b, 울프-1061c

이중 2011년 12월 5일 NASA에서 발표한 케플러-22b는 함께 발표한 슈퍼행성 후보군 1,094개 중에서도 단연 발군의 행성으로 주목받았는데, 그동안 우주관측에 지대한 역할을 한 케플러 우주망원경으로 탐색한 행성이었다. 이 행성의 크기는 지구의 2.4배로, 태양과 같은 항성을 공전할 뿐만 아니라 항성과의 거리도 지구와 태양 간의 거리와 근사하며, 물이 존재할 확률 또한 매우 높은 행성으로 보고되었는데, 밝기 등으로써 추정한 표면의 온도는 섭씨 22도로 이 또한 생명이 살기 매우 적합한 온도였다.

슈퍼지구와 우리 지구 비교

2013년 4월 18일에 발견된 케플러-62e와 케플러-62f의 두 행성에 관한 보고서는 더욱 주목할 만하다. 이어진 보고서에 따르면 NASA는 두 행성에서 물이 존재할 수 있는 이른바 HZ(Habitable Zone, 생명체 서식 가능구역)에 대해 확신으로 접근하였고, 크기와 공전주기 또한 지구와 매우 유사한 까닭에 지금까지 발견된 슈퍼지구 가운데서 가장 생명체가 서식하기 좋은 환경을 갖추고 있는 행성으로 보고하였던 것이다. 참고로 케플러-62e는 지구의 1.6배, 케플러-62f는 1.4배이며, 62e의 표면온도는 하와이와 비슷한 섭씨 30도, 62f는 알래스카와 비슷한 영하 20도 정도로 추정하였다.

케플러-62 태양계와 우리 태양계의 비교

케플러-62e의 좌표

케플러-62e의 외계인 상상도

더 괄목할 만한 사실은 근자에 발견되는 슈퍼지구들의 숫자가 급증하고 있다는 것이니, 2014년 2월, NASA는 무려 715개나 되는 태양계 밖 행성의 발견을 보고하였다. 이 역시 케플러 망원경이 찾아낸 성과였는데, 이 가운데 케플러-296f와 케플러-186f를 비롯한 4개의 행성에서는 HZ의 존재 가능성을 매우 높게 점치고 있었다. 

케플러-186f 태양계와 우리 태양계의 비교

위 사진은 케플러-186f와 지구는 대기의 질만 다를 뿐 같은 환경일 것이라고 말하고 있다. 

그리고 그 가능성은 2015년 7월, NASA가 지구로부터 1400광년 밖에 있는 한 행성을 발견함으로서 현실이 되었다. 케플러-452b라 명명된 이 행성은 크기가 지구의 1.6배, 공전주기 385일로 항성 케플러-452를 공전하고 있는 것으로 밝혀졌다. 

 케플러-452b와 지구 비교

케플러-452b의 상상도

이 행성이 특히 주목을 받은 이유는 행성 자체의 특성보다는 케플러-452라는 항성 때문이었다. 케플러-452가 우리 태양계의 태양과 거의 같은 온도의 항성이라는 이유에서였다. 위에서 보듯 HZ의 존재 가능성이 점쳐진 외계 행성은 지금껏 여러 번 발견되었으나 태양과 유사한 항성을 공전하고 있는 행성을 발견한 것은 이번이 처음이었다.

케플러-452 태양계와 케플러-452b의 궤도

케플러-452b의 Habitable Zone

케플러-452b의 나이는 지구보다 15억년이 많은 60억년으로 추정되고 있으며 지구와 같은 암석형 행성이고 대기를 갖추고 있는 것으로 알려졌다. 까닭에 과학자들은 이번 발견에서 HZ의 존재를 넘어 생명체의 존재까지도 점치고 있었다. 케플러-452b의 전체적인 환경이 생명체의 서식 환경을 만족시키고 있을뿐더러 60억년이면 생명체가 발생할 수 있는 기회가 상당히 많았을 것이라 보고 있는 것이다. 

케플러-452b의 식생 상상도

케플러-452b의 해저 생물 상상도

 케플러-452b와 다른 케플러 행성과의 집약도 비교

게다가 2015년 말미에는 역시 HZ의 존재 가능성이 점쳐지는 행성 울프-1061c가 호주 천문학자들에 의해 발견됐는데, 그 거리가 지구로부터 불과 14광년이었다. 우주 넓이로 보자면 그야말로 옆집이라 부를 만한 거리에 있는 셈이다.

울프 1061의 좌표와 울프 1061 태양계

2016년은 외계 행성의 발견에 한 획을 그은 해로 무려 1,284개가 발견되었다. 그리고 그중 9개는 슈퍼지구 군에 편입되었는데, 그 가운데서도 케플러-1638b와 케플러-1229b는 생명체의 서식 가능성이 매우 높은 행성으로 점쳐졌다. 그러나 2016년의 발견 중 가장 괄목할 만한 점은 슈퍼지구 프록시마 b의 발견이었다. 이 프록시마 b는 지구와 불과 4.22 광년 떨어져 있는 프록시마 센타우리 삼중성(* '빛의 속도로 나는 게 전부는 아니다' 참조)에 인접한 행성으로(4.42 광년) 태양계 밖 가장 가까운 거리에 위치한 행성계이다. 

프록시마 b 개관. 지구 질량의 약 1.3배로서 센타우리 프록시마를 Habitable Zone 궤도 속에 공전한다. 

프록시마 행성계와 태양계 행성과의 크기 비교

2016년 8월 유럽남부천문대(ESO)에 관측된 이 행성은 프록시마 센타우리 삼중성 가까운 곳에서 발견되어 그 놀라움이 더했는데, 프록시마로 통칭되는 주변의 행성들과는 곧 용어 정리가 있을 것으로 본다.(그래서 지금은 헛갈리기도 한다) 앞서 말했다시피 프록시마 센타우리 삼중성은 지구와 가장 가까운 태양계 밖 행성으로 진작부터 우리의 주목을 받던 행성군이었던 바, 이미 호기심 많은 과학자들 사이에서 외계인이 있냐 없냐로 설왕설래된 적이 있었다.(그에 관한 논문이 이미 지난 20세기 말에 발표되었다) 

프록시마 b는 지구와는 4.42광년이다. 

프록시마 행성계와 각 행성의 발견 연도 

Habitable Zone과 프록시마 b의 궤도

프록시마 b의 외계인 상상도

아무튼 프록시마 b가 HZ를 갖춘 행성으로 밝혀진 이후 이 행성에의 탐사는 NASA 뿐 아니라 세계 과학계의 관심거리가 되었으니, 지금은 탐사를 너머 아예 지구인의 이주가 계획되고 있다. 이에 관한 내용이 3월 24일과 25일, KBS 특별 프로그램으로 방영되었는데, 그 거리를 극복하기 위한 방안(이를테면 빛을 광원으로 하는 플라즈마 로켓)과 우주여행 동안 체력 저하를 막을 수 있는 방안 등이 흥미롭게 제시되었다. 

프록시마 b와 지구 크기 비교

위 케플러-186f와 마찬가지로 프록시마 b는 대기의 질만 다를 뿐, 지구와 같은 환경일 것으로 점쳐지고 있다. 

프록시마 b의 표면 상상도. 지구와 비견되며 '창백한 붉은 점(The Pale red dot)'으로 불린다. 

하지만 그곳을 선점하였거나, 혹은 그곳에 살고 있을 외계인과의 접촉은 전혀 거론되지 않았는데, 개인적으로는 그것이 걱정이다. 지구와 그곳까지는 4.42 광년, 현재의 로켓으로는 5만년이 걸리는 거리지만(자료마다 조금씩 틀리기는 하다) 금세기에의 극복이 예상되기도 하는 바, 어쩌면 우리 인류는 영화 속에서만 보던 외계인과의 조우를 실제로 경험할는지도 모를 일이다. 그리고 그것이 순조롭지 않았을 경우 말로만 듣던 스타 워즈가 벌어질 가능성도 있다. 

지구인 안녕? 나 에일리언!

아무튼 21세기 천문학의 화두는 어느새 수퍼지구에의 선점론이다. 19세기의 식민지 선점론이 이제 우주로 번진 것이다. 겨우 달나라 정도 갔다온 것이 우주여행의 전부인 이 지구에서 말이다.(그것도 정말로 갔다왔는지 모르겠지만) 

1969년 7월 20일 달 표면을 달린 월면차는 

정작 달 착륙선인 독수리 호에는 그것을 실을 만한 공간이 없어 보인다. 어찌됐든 닐 암스트롱은 달에 간 듯 보이나 

그런데 그 암스트롱의 헬멧에는 

방송국 스텝으로 보이는 후드 티의 사내가 어슬렁대는 모습이 비치고

이 사내는 다시 우주인 버즈 올드윈과 함께 비침으로써 닐 암스트롱과 버즈 올드윈은 달에 착륙한 일이 없음이 확연해졌다. 그것은 무엇보다 당시 달 착륙선의 조종사인 버즈 올드윈(네모 안)의 증언으로 판명났는데, 그의 증언이 옳은지 그른지는 모르겠지만..... 

까닭에 아폴로 11호의 달착륙 광경은 스튜디오에서 촬영된 것이 아닌가 하는 끊임없는 의심으로부터 자유롭지 못하다.

"아. 불편해...."

* 사진 및 그림의 출처: Google. jp.

성서의 불편한 진실들 국내도서 저자 : 김기백 출판 : 해드림출판사 2016.01.26 상세보기