지구 진화 모델로 지구와 비슷한 외계행성 찾는다

코넬대 연구팀, 지구 진화 5개 시기 대기 분광 템플릿 제시

약 45억년 전 지구가 형성된 이후 진화해온 과정을 모델로 지구와 비슷한 환경에 있는 외계행성을 찾는 방법이 제시됐다.

미국 코넬대학에 따르면 이 대학 천문학과 부교수이자 칼 세이건 연구소 소장인 리자 칼텐네거 박사가 이끄는 연구팀은 생명체 출현 이전부터 현재에 이르기까지 지구의 대기 진화 과정을 5개 시기로 나눠 분광 템플릿을 제시한 연구 결과를 '천체물리학 저널 회보'(Astrophysical Journal Letters)에 발표했다.

연구팀은 약 39억년 전 이산화탄소가 젊은 행성을 짙게 둘러싸고 있던 생명체 탄생 이전의 지구와 약 35억년 전 무산소 상태의 지구, 이후 대기 중 산소 농도가 0.2%에서 현재의 21%에 달할 때까지 3개 시기 등으로 나눴다.

이를 통해 태양계 밖 멀리서 지구와 같은 '희미한 푸른 점'(pale blue dot)이 관측되면 분광 분석 자료를 비교해 생명체가 존재하는지를 확인할 수 있다는 것이다.

연구팀은 "지구와 우리가 호흡하는 공기는 지구가 형성된 이후 급격하게 변해왔다"면서 " 이 논문은 지구와 비슷한 행성을 찾으려는 천문학자들이 지구의 역사를 템플릿으로 활용해 지구와 비슷한 진화 과정에 있는 행성을 찾아낼 수 있는 방법을 처음으로 제시하는 것"이라고 했다.

연구팀은 차세대 고성능 망원경들이 배치되면 50~100광년 떨어진 곳에서 이 모델을 이용해 지구와 비슷한 외계행성을 찾아낼 수 있을 것으로 기대했다.

천문학계에서 허블을 대체할 차세대 우주망원경으로 기대하고 있는 미국 항공우주국(NASA)의 '제임스 웹 우주망원경'(JWST)은 내년 3월 우주에 배치될 예정이다.

하지만 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산으로 개발에 차질이 빚어지고 있어 계획대로 발사될 수 있을지는 미지수다.

유럽남방천문대(ESO)가 세계 최대 광학망원경으로 칠레에 건설 중인 극대 망원경(ELT)은 오는 2025년 관측 개시를 목표로 하고 있다.

칼텐네거 부교수는 "외계행성이 별 앞을 지나면서 별빛을 가리는 것이 포착되면 행성의 대기를 분광 분석해낼 수 있다"면서 "지구의 지질학적 역사를 열쇠로 멀리 떨어져 있는 외계행성의 생명체 존재에 관한 화학적 신호를 더 용이하게 포착할 수 있다"고 했다.

/연합뉴스