생명체가 살 수 있는 외계행성의 새로운 부류는 생명체 탐색에 있어 중요한 진전을 나타낸다

우리 그룹과는 완전히 다르지만 생명체를 부양할 수 있는 새로운 종류의 외계행성이 천문학자들에 의해 확인되었으며, 이는 우리 태양계 밖의 생명체에 대한 탐색을 크게 가속화할 수 있습니다.

다른 곳에서 생명체를 찾기 위해 천문학자들은 대부분 지구 대기와 같은 크기, 질량, 온도 및 구성을 가진 행성을 찾았습니다. 그러나 케임브리지 대학의 천문학자들은 더 유망한 가능성이 있다고 믿습니다.

연구원들은 “Hycean” 행성이라고 불리는 새로운 종류의 거주 가능한 행성을 확인했습니다. 이 행성은 바다와 수소가 풍부한 대기로 뒤덮인 뜨거운 행성으로, 지구와 같은 행성보다 더 많고 관찰할 수 있습니다.

연구원들은 결과에 따르면 천체물리학 저널, 이는 향후 2~3년 내에 태양계 밖에서 생명체의 중요한 지문을 찾는 것이 실제 가능성이 있음을 의미할 수 있습니다.

연구를 주도한 케임브리지 천문학 연구소의 니코 마두수단(Niko Madhusudan) 박사는 “하이케아 행성은 다른 곳에서 생명체를 찾는 데 완전히 새로운 길을 열어준다”고 말했다.

연구원들이 확인한 주요 Hycean 후보 중 다수는 지구보다 크고 더 뜨겁지만 여전히 큰 바다를 지탱할 수 있는 큰 바다 호스팅 속성을 가지고 있습니다. 미생물 생활 지구상에서 가장 극한의 수중 환경에서 발견되는 것과 유사합니다.

이 행성은 또한 지구와 같은 행성에 비해 훨씬 더 넓은 거주 가능 영역 또는 “Goldilocks 영역”을 허용합니다. 이는 지구와 유사한 행성이 거주 가능해야 하는 범위를 벗어났음에도 불구하고 여전히 생명을 유지할 수 있음을 의미합니다.

거의 30년 전에 첫 번째 외계행성이 발견된 이래 수천 개의 외계 행성이 발견되었습니다. 대다수의 행성은 지구와 해왕성 크기 사이에 있으며 종종 ‘슈퍼 지구’ 또는 ‘미니 해왕성’이라고도 합니다. 대부분 암석 행성이나 수소가 풍부한 대기를 가진 얼음 거인 또는 그 사이의 어떤 것일 수 있습니다.

대부분의 작은 해왕성은 지구 크기의 1.6배 이상입니다. 해왕성보다 작지만 너무 커서 지구와 같은 암석 내부를 갖기에는 너무 큽니다. 그러한 행성에 대한 이전 연구에서는 수소가 풍부한 대기의 압력과 온도가 너무 높아서 생명체가 생존할 수 없다는 사실이 밝혀졌습니다.

그러나 Madhusudan 팀의 미니어처 Neptune K2-18b에 대한 최근 연구에 따르면 특정 조건에서 이러한 행성이 생명을 유지할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 그 결과 이러한 조건이 가능한 행성과 별의 모든 특성, 이러한 조건을 충족할 수 있는 외계행성, 이들의 생체 신호를 관찰할 수 있는지 여부에 대한 자세한 조사로 이어졌습니다.

이 조사를 통해 연구원들은 수소가 풍부한 대기 아래 거대한 행성 전체의 바다를 가진 새로운 종류의 행성인 Hycean 행성을 확인했습니다. Hycean 행성은 지구보다 최대 2.6배 더 클 수 있고 대기 온도는 약 200°C이지만 해양 조건은 지구의 해양에서 미생물을 발생시키는 조건과 유사할 수 있습니다. 이 행성에는 또한 영구적인 밤에만 거주할 수 있는 조건을 가질 수 있는 점진적으로 폐쇄된 Hycean 세계와 별에서 거의 복사를 받지 않는 “차가운” Hycean 세계가 포함됩니다.

이 크기의 행성은 알려진 외행성 그룹을 지배하지만 슈퍼 지구만큼 자세히 연구되지는 않았습니다. Hycean 세계가 매우 일반적일 가능성이 있습니다. 즉, 은하계의 다른 곳에서 생명체를 찾을 수 있는 가장 유망한 장소가 잘 보이지 않는 곳에 숨어 있었을 수 있습니다.

그러나 크기만으로는 행성이 Hycean 유형인지 확인하기에 충분하지 않습니다. 확인을 위해서는 질량, 온도 및 대기 특성과 같은 다른 측면이 필요합니다.

몇 광년 떨어진 행성의 상태를 확인하려고 할 때 천문학자들은 먼저 행성이 다음 위치에 있는지 확인해야 합니다. 주거 지역 그런 다음 별에서 분자 서명을 찾아 표면 상태, 바다의 존재 및 생명체의 가능성을 제어하는 ​​행성의 대기 및 내부 구조를 추론합니다.

천문학자들은 또한 생명의 가능성을 나타낼 수 있는 생체 지문을 찾고 있습니다. 대부분 지구에 존재하는 산소, 오존, 메탄 및 아산화질소입니다. 또한 메틸 클로라이드 및 디메틸 설파이드와 같은 다른 많은 바이오마커도 있습니다. 이들은 지구에는 덜 풍부하지만 산소나 오존이 풍부하지 않을 수 있는 수소가 풍부한 대기를 가진 행성의 생명체에 대한 유망한 지표가 될 수 있습니다.

Madhusudan은 “본질적으로 우리가 이러한 서로 다른 분자 서명을 찾을 때 지구와 같은 행성에 초점을 맞추었고 시작하기에 합리적인 장소였습니다.”라고 말했습니다. “그러나 우리는 Hycean 행성이 더 많은 생체 지문을 찾을 수 있는 더 나은 기회를 제공한다고 생각합니다.”

공동 저자인 케임브리지의 안잘리 파예(Anjali Payet)는 “지구와 다른 행성에 거주할 수 있는 조건이 존재한다는 사실이 흥미롭다”고 말했다.

Madhusudhan과 그의 팀은 Hycean 대기에 존재할 것으로 예측되는 많은 육상 바이오마커가 가까운 장래에 분광 관찰을 통해 쉽게 감지될 수 있음을 발견했습니다. Hycean 행성의 큰 크기, 고온 및 수소가 풍부한 대기는 지구와 같은 행성의 대기 신호보다 대기 신호를 더 쉽게 감지할 수 있도록 합니다.

캠브리지 팀은 올해 말 발사 예정인 JWST(James Webb Space Telescope)와 같은 차세대 망원경을 사용한 세부 연구의 주요 후보가 될 잠재적인 Hycean 세계의 많은 샘플을 확인했습니다. 이것들 행성 35-150광년 거리에 있는 모든 궤도의 적색 왜성은 천문학적 표준에 가깝습니다. JWST는 유망한 후보인 K2-18b에 대한 관찰을 계획했으며, 이는 하나 이상의 생체특징 분자의 발견으로 이어질 수 있습니다.

Madhusudan은 “생체 지문의 발견은 우주 생명체에 대한 우리의 이해를 바꿀 것입니다.”라고 말했습니다. “자연이 종종 상상할 수 없는 방식으로 우리를 계속 놀라게 하기 때문에 우리는 어디에서 생명을 찾을 것으로 기대하고 생명이 어떤 형태를 취할지 공개해야 합니다.”