Q1. 과학 인사이드 이 시간엔 우리 시민이 알면 좋은 다양한 교양과학 소재를 찾아 소개해드리고 있습니다. 지난시간엔 인도의 우주선이 달 착륙에 성공했다는 소식을 소개해주셨는데요, 오늘은 어떤 내용을 소개해주실 건가요?

--> 오늘은 제임스웹 우주망원경의 새롭게 발견한 내용을 소개해드리겠습니다. 그 첫 번째로 제임스웹이 외계행성에서 생명체 존재 가능성의 단서를 포착했다는 소식입니다.

Q2. 와우, 외계생명체가 실제로 발견된다면 이건 정말 엄청난 일일텐데요, 이번엔 일단 ‘생명체 존재 가능성의 단서’를 포착한 것이군요. 어디에서 무엇을 포착했는지 자세히 소개해주시죠.

--> 불과 일주일 전인 지난 12일 나사가 발표한 내용인데요, 120광년 떨어진 곳에 K2-18 라는 이름의 백색왜성이 있는데, 제임스웹이 그 주위를 도는 행성 K2-18b의 대기에서 메탄과 이산화탄소를 감지했어요. 이건 유기물질을 만드는 원소들이죠. 또 이들 원소의 존재는 이 행성에 물로 된 바다가 존재한다는 의미라고 합니다. 이뿐 아닙니다. 제임스웹이 황화디메틸(DMS) 분자를 감지했는데, 이 물질은 지구에서는 생명체만 만들어내는 물질이라고 합니다.

연구팀장인 케임브리지대학 니쿠 마두수단 교수는 이 같은 결과에 대해 ‘충격’을 받았다면서 BBC와의 인터뷰에서 이렇게 밝혔습니다. “지구에서는 오직 생명체만이 DMS를 만들어 낸다. 지구 대기에 존재하는 DMS 중 대부분은 해양 환경의 식물성 플랑크톤이 방출한 것이다.”

Q3. 와, 물로 된 바다, 메탄과 이산화탄소 같은 용어는 지구를 연상시키는데, 게다가 생명체만 생산하는 황화디메틸 분자까지 발견되었다면 생명체 존재 가능성이 굉장이 높겠는데요?

--> 저번에도 소개했지만 과학계에서는 “엄청난 발견에는 엄청난 증거가 필요하다”는 게 불문율이죠. 마두수단 교수도 "DMS가 확인된다면 엄청난 일이다, 이렇게 엄청난 주장을 하는 입장에서 제대로 확인해야 한다는 책임감을 느낀다."고 했습니다.

사실 현재 외계행성에서 DMS 존재 가능성의 단서를 포착한 것만도 이번이 처음이라고 합니다. 외계행성이 아닌 우리 태양계의 금성의 대기 구름에서 생명체가 생성하는 ‘포스핀’이라는 물질에 발견됐다는 주장이 2020년 있었지만 1년 뒤 가능성이 제로라는 쪽으로 결론났었죠.

Q4. 그렇군요. 제임스웹은 어떤 방식으로 각종 원소나 분자의 존재 가능성을 어떻게 탐지하는지 궁금합니다. 간단히 과학적 설명을 해주시면 청취자들께서 이해하는 데 도움이 될 것 같네요.

-->제임스웹도 망원경이니까 빛을 포착해 그 빛을 분석해 정보를 찾아내는 건데요, 이 건의 경우 제임스웹이 행성 K2-18b의 대기를 통과한 빛을 받아 분석합니다. 대기를 통과한 빛은 그 행성 대기의 화학적 특징을 갖게 되거든요. 원래 빛을 파장별로 쫙 나누면, 이걸 스펙트럼이라고 하죠, 빨주노초파남보 쫙 다 있는데, 대기를 통과한 빛의 스펙트럼은 달라집니다. 빠진 부분이 생긴다는 거죠. 그 빠진 부분은 대기에 흡수되었다는 뜻이죠. 스펙트럼의 특정 부분을 흡수한 대기의 화학물질이 뭐냐 하고 분석하는 거죠. 각 화학물질은 고유의 스펙트럼 지문이 있는데, 워낙 미세하기 때문에 분석하는 데 시간이 걸리는 거죠. 이번에 감지한 게 진짜 DMS인지를 분석하는 데는 1년쯤 걸린다고 합니다.

Q5. 이번에 제임스웹이 포착한 단서가 실제 DMS로 확인되기를 기대해봅니다. 다음 소식은요?

--> 질문 하나 할게요. 지구의 물은 어떻게 생겨났을까요?

Q6. 지구의 물은 원래 있었던 거 아닌가요? 막상 그 물이 처음 어떻게 생겨났는지, 어려운 문제인데요?

--> 그렇죠. 지구 내부 생성설, 외부 유입설이 있는데, 지구의 물 기원에 대한 통일된 단일이론은 없습니다. 그런데 이번에 제임스웹이 외계 원시행성계 원반에서 수증기를 발겼했다고 합니다. 370광년 거리에 ‘PDS 70’이라는 별이 있는데, 이 별은 나이가 540만년으로 아주 어린 별입니다. 이 별 주위에 원시행성계 원반이 있는데, 가스와 먼지로 구성된 이 원반에서는 지구보다 훨씬 큰 행성 2개가 생겨나고 있다고 합니다. 2개 이상의 행성을 형성하는 원시행성계 원반에서 수증기를 발견한 것은 이번이 처음입니다. 이런 모습은 초기 지구가 생겨나는 과정을 보여줄 뿐 아니라 지구의 물이 어떻게 생겨났는지를 유추해볼 수 있는 장면이라는 겁니다.

Q7. 원시행성계의 원반에서 발견된 그 수증기는 어떻게 생겨났을까요?

--> 과학자들은 두 가지 가능성을 제시하고 있는데, 하나는 그 원반에 있는 수소와 산소가 결합해 물 분자를 만들었다는 것이고, 다른 하나는 얼음으로 코팅된 먼지 입자가 뜨거운 원반 안쪽으로 이동하면서 얼음이 녹아 수증기로 변했다는 해석입니다. 물의 기원에 기원을 찾는 건 쉽지 않는 일이지만 이 사례는 지구의 물이 형성되는 단서가 될 수 있지 않은까 하는 기대를 갖는 겁니다. 물론 물의 존재는 생명체 가능성과도 관련이 있기 때문에 계속 관심과 연구가 이어질 것 같습니다.

Q8. 위의 두 건은 외계생명체의 존재 가능성과 관련이 깊네요. 또 다른 것 더 있으면 간단히 소개해주시죠?

--> 이번엔 웅장하고 환상적이면서 역동성이 느껴지는 사진물 하나를 소개하겠습니다. 제임스웹이 포착한 ‘슈퍼소닉 제트’입니다. 지구에서 1000광년쯤 떨어진 곳에 위치한 ‘허빅-아로 211’이라는 어린 원시별이 방출하는 양극분사 bipolar jet 사진을 최근 나사가 공개했는데, 정말 볼 만합니다. 양극분사란 회전하는 별이 회전축 양쪽으로 강력한 폭발과 함께 초음속으로 우주를 향해 물질을 방출하는 현상입니다. 이 제트 현상은 다른 별을 빨아들이는 블랙홀에서 많이 나타납니다. 이번 어린별 ‘허빅-아로 211’의 제트를 통해 우리 태양의 어릴 때 모습을 유추할 수 있고, 또 이 별은 향후 태양과 같은 별로 성장할 것이라고 예측할 수 있습니다.

인저리타임 조송현 기자 pinepines@injurytime.kr 조송현 기자의 기사 더보기

저작권자 ⓒ 인저리타임, 무단 전재 및 재배포 금지