별 주변에는 너무 차갑지도 않고 뜨겁지도 않은 이른바 '골디락스(Goldilocks) 지대'가 있다. 생명체가 살아가는 데 가장 필요한 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 조건을 갖춘 '생명체 거주 가능 영역'이라고 해서 외계행성을 탐색할 때 최우선권을 두는 곳이다.

그러나 골디락스 지대 안에 있는 행성이라고 해서 모두 생명체가 살 수 있는 조건을 갖춘 것은 아니다. 생명체가 존재하기에 부적합한 조건이 여전히 많기 때문이다.

미국 노스웨스턴대학에 따르면 이 대학 지구행성과학 조교수 대니얼 호튼 박사가 이끄는 연구팀은 3D 기후변화 모델링과 대기 및 광화학을 처음으로 접목해 M형 왜성 주변 행성의 생명체 거주 가능성을 분석한 연구 결과를 내놓았다.

▲ M형 왜성의 생명체 거주 가능 영역에 있는 두 개의 달을 가진 외계행성 상상도

적색왜성으로도 불리는 M형 왜성은 태양보다 질량이 작고 중심온도도 낮다. 우리은하에 존재하는 별의 약 70%를 차지할 만큼 흔해 관측이 용이하며, 이 별을 도는 행성에서 생명체를 찾아낼 가능성이 가장 높은 것으로 여겨지고 있다.

연구팀은 시뮬레이션을 통해 M형 왜성의 자외선 복사가 수증기나 오존 등과 같은 행성 대기 가스와 어떻게 상호작용하는지를 분석했다.

그 결과, 별의 복사가 골디락스 지대 내 행성에 생명체가 거주할 수 있는지를 결정하는 중요한 변수가 되는 것으로 나타났다.

자외선 복사를 강하게 내뿜는 활동성 별 주변을 도는 행성은 기화로 상당량의 물을 잃지만 안정된 상태의 비활동성 별 주변 행성에서는 액체 상태의 물이 유지돼 생명체가 거주할 가능성이 더 높은 것으로 분석됐다.

또 대기 오존층이 얇을 때는 온도가 적당하더라도 자외선이 그대로 지상에 도달하면서 복사량이 고등생물에는 위험할 정도로 높은 것으로 나타났다.

연구팀은 이번 연구 결과가 외계생명체를 찾는 천문학자들이 들여다봐야 할 범위를 좁히는 데 도움을 주는 것이라고 의미를 부여했다.

허블 우주망원경과 앞으로 배치될 제임스 웹 우주망원경(JWST)은 외계행성의 수증기와 오존 등을 관측할 수 있는 능력을 갖추고 있다.

논문 제1저자인 박사과정 연구원 하워드 천은 '우주에 우리만 존재하는 것인가?'라는 질문에는 아직 답을 얻지 못했다면서 그러나 "생명체가 있을 가능성이 가장 높은 행성을 예측할 수 있다면 우리 생애 중에 이에 대한 답을 하는데 그만큼 더 가까워졌을 수 있다"고 했다.

이번 연구 결과는 정식 출간 전 논문을 수록하는 온라인 과학 저널 '아카이브(arXiv)'를 통해 공개됐으며 지난 14일 발간된 학술지 '천체물리학 저널(Astrophysical Journal)'에 실렸다.

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