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천문학

우리 은하에 생명체 거주 가능 행성이 200억 개?

우리 은하에 생명체 거주 가능 행성이 200억 개? 

(Cosmic Lottery: How Many Habitable Planets?)


      언론 매체들은 5개의 별들 중에 1개 정도가 생명체가 거주할 수 있는 행성을 가지고 있다는 제안을 보도하고 있었다. 하지만 그들은 세부적 내용을 살펴보지 않았다.

언론 매체들이 보도하고 있는 내용은 다음과 같다 :

”5개의 별들 중 하나는 거주할 수 있는 세계를 가지고 있다. 천문학자들은 우리 은하에 있는 1000억 개의 별들 중에서 잠재적 거주 가능성이 있는 행성들이 얼마나 되는지를 평가해왔다.” (BBC News, 2013. 11. 5)
 
”5개의 별들 중 하나는 생명체 거주 가능 영역(Habitable Zone)에 지구 크기의 행성을 가지고 있다. 버클리, 캘리포니아, 하와이 대학의 과학자들은 우리 은하에 있는 태양과 같은 별들의 20%가 생명체가 살 수 있는 지구 크기의 행성을 가지고 있다고 통계학적으로 판단했다.” (NASA Astrobiology magazine, 2013. 11. 5.)

”거주 가능한 행성들은 얼마나 될까? 태양 같은 별 5개 중에서 하나는 잠재적으로 지구 크기의 생명체 거주 가능 행성을 가지고 있을 수 있다.” (Science Daily, 2013. 11. 4)

적어도 Science Daily 지의 헤드라인은 결정적인 것이 아니라는 표현을 사용하고 있었다. PNAS 지는 그 주장의 근거가 된 논문에 있어서 수정해야할 사항들을 이슈로 다루고 있었다. 그 글에서 그러한 평가가 가지고 있는 엄청난 오류가 지적되고 있었다 :

우주에 지구와 유사한 행성들이 얼마나 있을 지에 대한 추정 평가는 Catanzarite and Shao, Traub, Dong and Zhu 등을 포함하여 이전의 여러 작업들에서 이루어져 왔다. 1%에서 34%의 범위를 가지는 이들의 평가는 케플러의 행성 후보들(광도 측정 1.3년 이하 기준) 초기 목록에 기초하여 구축되었다. 이러한 추정치는 분광법으로 불확실한 별들의 반경 또는 주입과 회수의 불확실성으로 조사의 완성도는 높지 않다. 

또한 그 논문은 '거주 가능'이 무엇을 의미하는지에 대한 심각한 경고를 하고 있었다 :

행성이 형성될 확률적 측면과 더불어 행성의 거주 가능성에 대한 행성 특성의 세부 사항들이 논의되고 있었지만, 거주 가능 영역은 전통적으로 행성 표면에 액체상태의 물을 허용하는 공전 궤도를 가진 행성으로 말해진다. 거주 가능 영역의 정확한 내적 외적 경계들은 모델의 세부 사항들에 의존한다.  

Evolution News & Views에서 롭 쉘던(Rob Sheldon)과 데니스 오니어리(Denyse O’Leary)는 언론 매체들의 선전을 비판했다.


한편 PhysOrg(2013. 11. 12) 지는 거주 가능한 행성에서 생명체를 살균 시켜버릴 수 있는 또 다른 요인을 언급하고 있었다 : ”우주선(cosmic rays)은 행성에서 생명체의 발생 기회를 없애버린다” 그 기사는 거의 광속으로 날아가, 행성들을 폭격하고 있는 우주 탄환에 대한 삽화로 시작하고 있었다. 행성 표면을 타격하고 있는 고에너지 입자들의 치명적 샤워는 DNA를 파괴하는 힘을 가지고 있다. 충분한 양일 경우 살아있는 모든 생물들을 죽일 것이다.


지구도 역시 우주선에 의해 폭격당한다. 하지만 자기장(magnetic field)과 대기(atmosphere)의 정확한 균형은 그들 대부분을 무장 해제시킨다. 한 팀의 우주생물학자들은  두 요소(대기와 자기장) 중에서 대기의 두께는 행성을 보호하여 생명체가 거주 가능하게 하는 데에 더 효과적인 것으로 평가했다. 1976년 바이킹 화성탐사선의 실험이 생명체 존재 가능성을 허용하도록 재해석된다 하더라도, 화성은 태양 방사선에 의해 아마도 멸균되었을 것이라고 Astrobiology Magazine은 쓰고 있었다 : ”일부 과학자들은 표면에 내리쬐는 풍부한 태양 자외선과 방사선은 표면을 멸균해버리고, 생명체에는 치명적일 것이라고 말한다.'


또한 Astrobiology Magazine 기사는 화성 표면에 우주 감마선 조사 시뮬레이션에 대한 새로운 실험을 설명하고 있었다. SETI 연구소의 리처드 퀸(Richard Quinn)은 화성 표면 어디에나 있는 과염소산염(perchlorate)은 감사선으로 조사되고 있으며, 바이킹이 수행했던 실험 결과들, 즉 생명체 존재 가능성에 대한 모호한 결과들을 만들 수 있었다는 것이다. 이것은 적어도 붉은 행성 화성은 방사선이 가혹하게 조사되고 있는 환경이며, 얇은 대기는 지표면을 강하게 타격하고 있는 고에너지 입자로부터 생명체를 보호해줄 수 없음을 강하게 가리키고 있는 것이다. 따라서 화성은 거주 가능한 영역에 속하는 행성이 될 수 없는 것이다.


또한, 지금까지 기록된 가장 밝은 최대의 감마선 폭발중 하나가 별자리 레오 방향에서 관측되었다고 Space.comScience Daily 지는 이번 주에 보도했다. 이 사실은 지구 궤도에 올려져 있는 스위프트 망원경(Swift telescope)으로부터 탐지됐는데, 지구의 대기는 감마선을 흡수하기 때문이다. 천문학 이론을 그것을 거부하고 있기 때문에 과학자들은 당황해 하고 있다고, Space.com의 헤드라인은 보도하고 있었다.


Evolution News & Views(2013. 11. 23) 지는 UrtheCast(Earthcast)라 불리는 캐나다 업체는 생물들로 가득한 우리의 아름다운 푸른 지구를 우주에서 바라본 생생한 영상을 곧 스트리밍할 것이라고 발표했다. ”이것을 보지 않을 수 없을 것이다. 이것은 우주에 거주 가능한 행성들이 얼마나 많이 있을 것인지에 대한 진행되고 있는 논란들을 잠재울 것이다.” 데이비드(David Klinghoffer)는 말했다. 거주 가능한 행성들의 수는 400억 개 까지도 올라가고 있었다. 우리가 지적했던 것처럼 그러한 수치는 완전히 공상이다.   



생명체 거주가능 영역의 필수 제약조건(constraints) 목록에는 다른 여러 항목들이 추가되어야만 한다. 전 은하에 걸쳐 우주선이 방출되고 있기 때문에, 위험성이 크게 증가하는 영역이 있다. 가령 은하의 중심부라든가, 감마선 폭발과 같은 것이 일어날 수 있는 지역은(즉, 거대한 항성들이 밀집되어 있는 곳과 같은 영역) 위험성이 높다. 우리는 새롭게 11개의 요소들을 추가시키고자 한다 : 

1. 은하에서 거주 가능한 영역. 하나의 별만이 위치하는 지역. (09/29/2009)

2. 별 주변에서 거주 가능한 영역. 액체 상태의 물이 존재할 수 있도록 정확한 거리에 떨어져 있는 행성. (10/08/2010)

3. 지속적으로 거주 가능한 영역. 왜냐하면 별의 온도나 우주선의 방출 등의 변동이 너무 크면 치명적이 될 수 있다.(7/21/2007)

4. 시간적으로 거주 가능한 영역. 일시적으로 거주 가능 영역이 아니라, 상당 기간 지속적인 거주 가능한 영역. (10/27/2008)

5. 물이 액체 상태로 있을 수 있도록 해주는 화학적 및 열역학적 거주 가능한 영역. (12/30/2003)

6. 치명적인 자외선으로부터 보호되는 거주 가능한 영역. (8/15/2006)

7. 조석(tidal) 운동이 일어나는 거주 가능한 영역. 작은 항성들 대부분은 배제된다. (02/26/2011)

8. 안정적인 황도 경사각을 갖는 거주 가능한 영역. (1/12/2012)

9. 항성의 화학물질들로부터 안전한 거주 가능한 영역. (9/08/12)

10. 항성풍으로부터 안전한 거주 가능한 영역 (9/19/13)

11. 우주선으로부터 안전한 거주 가능한 영역. 자기장과 대기를 가지고 있어 보호되는 행성. (11/23/13).

이러한 요건들 중 단 하나라도 충족시키지 못한다면, 그 행성에는 생명체의 거주 가능성은 사라진다는 것을 기억하라. 이것은 우주 복권에 당첨될 수 있는 행성이 없다고 말하는 것이 아니다. 하지만, 과학부 기자들이 ”거주 가능한 행성(habitable planets)”이라는 말을 할 때, 더 현실적이고 실제적일 필요가 있다는 것이다. 항성으로부터 정확한 거리에 떨어져 있어야만 하는 것 외에 더 많은 조건들이 요구된다. PNAS 지가 놓치고 있는 또 하나의 것은 그 퍼센트를 태양과 같은 별에 기초하여 계산했다는 것이다. 태양 같은 항성은 모든 항성들 중에서 작은 비율을 차지한다. 대부분의 항성들이 적색왜성(red dwarfs)이다. 적색왜성은 이러한 제약조건들을 모두 위반할 가능성이 높다. 그리고 기억해야할 것은 거주 가능성이라는 단어 자체도 거주한다는 것을 의미하지 않는다. 단지 가능성일 뿐이다. 그리고 이러한 조건들을 모두 만족하는 행성이 존재한다 하더라도, 생명체가 자연발생하기 위해서는 불가능해 보이는 수많은 장벽들이 존재한다. (see online book)      



*관련 기사 1 : ”은하계에 생명체 거주 가능 행성은 200억 개” (2013.11.5. 서울신문)
http://news.naver.com/main/hotissue/read.nhn?mid=hot&sid1=105&cid=304904&iid=23053088&oid=081&aid=0002373130&ptype=021

생명체 살 수 있는 행성, 400억 개나 있죠 (2013.11.20. 매일경제)
http://vip.mk.co.kr/news/view/21/20/1080242.html


관련 기사 2 : 역사상 최대 규모 37억 광년 ‘우주 폭발’ 관측 ( 2103.11.24. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20131124601004

37억 광년 우주 폭발 '지구 근처였다면 인류 멸망' (2103.11.25. 뉴스1)
http://news1.kr/articles/1422331

관측 사상 최고 밝기의 감마선 폭발 관찰
감마선 폭발 시 태양보다 수억 배 밝은 빛 쏟아져 (2013.12.5. 사이언스타임즈)
http://www.sciencetimes.co.kr/article.do?todo=view&atidx=0000072972



번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2013/11/cosmic-lottery-how-many-habitable-planets/

출처 - CEH, 2013. 11. 23.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5804

참고 : 3650|5696|4612|5241|4367|3088|5173|5338|5245|4727|5003|4993|3012|4522|5613|5592|3664



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