+ 외계행성 '생체신호' 포착 새 기법 개발 / 5억 광년 밖 '빠른 전파폭발' 포착

 

 

 

외계행성 '생체신호' 포착 새 기법 개발…생명체 탐색

 탄력 기대

송고시간 | 2020-01-07

차세대 망원경 JWST에 적용해 산소분자 충돌 신호 포착

대기 중 산소를 가진 외계행성 상상도

왼쪽은 M형 왜성을 도는 물을 가진 외계행성이며, 오른쪽은 별에 더 가까이 붙어있어 물을 갖지않은 행성을 표현한 것이다. [NASA/GSFC/프리드랜더-그리스월드 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 지구에서 산소는 식물이나 조류(藻類), 남세균(藍細菌) 등의 유기체가 광합성 과정에서 만들어낸다. 이 때문에 외계행성 대기 중 산소의 존재는 생명체가 존재할 수 있다는 '생체 신호'(biosignature)로 읽힌다.

이런 생체 신호를 내년에 발사될 차세대 '제임스 웹 우주망원경'(JWST)을 통해 포착할 수 있는 새로운 방법이 개발돼 외계 생명체 탐색에 가속 페달을 밟을 수 있을지 주목된다.

미국 리버사이드 캘리포니아대학(UCR)에 따르면 미국항공우주국(NASA) 고더드 우주 비행센터의 토머스 파우체스 박사가 이끄는 연구팀은 JWST를 이용해 산소 분자가 충돌할 때 생성하는 강렬한 신호를 포착할 수 있는 새로운 방법을 개발했다고 과학저널 '네이처 천문학' (Nature Astronomy) 최신호에 발표했다.

산소분자가 충돌하면 망원경의 적외선 스펙트럼 중 일부를 가리게 되는데, 이 신호를 통해 생명체가 있는 행성과 그렇지 못한 행성을 구분하는 데 도움을 받을 수 있다는 것이다.

산소분자 충돌 때 나타나는 신호는 1980년대 초반에 이미 지구 대기를 대상으로 연구가 이뤄졌으나 외계행성을 대상으로 한 연구 결과는 이번이 처음이다.

파우체스 박사는 "이 방법 이전에는 지구와 비슷한 수준의 산소는 웹 망원경으로는 포착할 수 없는 것으로 여겨졌다"면서 기대감을 나타냈다.

그러나 이번 분석법 개발에 참여한 UCR의 우주생물학자 에드워드 슈위터만 박사는 "산소는 생명과 연관돼 있어 외계행성에서 포착할 수 있는 가장 흥미로운 분자 중 하나지만, 외계행성의 대기 중에 집적된 산소가 꼭 생명체에서만 나온 것인지는 알 수 없다"며 신중한 입장을 나타냈다.

일부 과학자들은 생명체 활동이 전혀 없어도 외계행성 대기에 산소가 집적될 수 있다는 주장을 펴고 있다. 예컨대 외계행성이 별에 가까이 붙어 있을 때 높은 온도로 바닷물에서 증발한 수증기가 강한 자외선 복사에 노출되면 수소와 산소 원자로 분해돼 가벼운 원소인 수소는 우주로 날아가고 산소만 남게 되는데, 오랜 시간에 걸쳐 대기 중 축적된 이런 산소가 생명체가 만든 것처럼 비칠 수도 있다는 것이다.

슈위터만 박사는 천문학자들은 아직 이런 사례가 얼마나 일반적인지 확인하지 못한 상태라면서 "우선 생명체가 없는 '죽은' 행성이 대기 중에 산소를 만들어낼 수 있는지와 그런 행성들이 얼마나 되는지를 알아내는 것이 중요하다"고 했다.

<저작권자(c) 연합뉴스, eomns@yna.co.kr>2020/01/07 01:00 송고 

https://www.yna.co.kr/view/AKR20200106125600009?section=international/all 

 

 

 

5억 광년 밖 '빠른 전파폭발' 포착 미스터리만 키워

송고시간 | 2020-01-07 11:04

나선은하 별 생성 지역서 발원…이전과는 환경 전혀 달라

 

반복되는 FRB(중앙 녹색 원)가 포착된 5억 광년 밖 나선은하

[캐나다 맥길대학 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 태양이 1만년에 걸쳐 방출하는 에너지를 1천분의 1초 만에 쏟아내고 사라지는 이른바 '빠른 전파폭발'(FRB)은 그 자체가 우주의 미스터리다.

지난 2007년에 처음 관측된 이후 어디서, 왜 이런 폭발이 일어나는지 밝혀지지 않은 채 의문 덩어리가 돼왔다.

지금까지 약 60차례 관측됐지만, 발생 구역이라도 대강 파악된 것은 네 건에 불과하다. 여기에 최근 반복되는 FRB가 다시 포착돼 위치까지 특정됐으나 앞서 위치가 확인된 FRB들과는 환경이 전혀 달라 의문만 더 늘어나게 됐다.

미국 국립과학재단(NSA) 광학·적외선 천문학연구소(OIR Lab) 등에 따르면 국제 연구팀은 반복 포착된 'FRB 180916.J0158+65'에 대한 연구결과를 과학저널 '네이처'(Nature)에 싣고 하와이에서 열린 미국천문학회 235차 회의에서 발표했다.

FRB 180916.J0158+65는 지난 2018년에 캐나다에 있는 축구장 크기의 전파망원경 배열인 '차임'(CHIME)에 처음 포착됐다. 이후 '유럽 초장기선 간섭 관측(VLBI) 네트워크'(EVN)의 전파망원경 8대를 통해 발원지를 찾아내고, 하와이 마우나케아산 정상에 있는 제미니 북반구천문대의 8.1ｍ 광학 망원경을 이용해 정확한 거리와 발원지 주변의 우주 환경을 관측했다.

 

FRB를 포착한 유럽 VLBI 네트워크 전파망원경 합성 이미지

[JIVE 제공]

FRB는 전파망원경에만 잡히기 때문에 FRB를 연구하는 데는 전파망원경과 광학망원경이 모두 필요하다.

연구팀은 이런 협력 관측을 통해 FRB 180916.J0158+65가 지구에서 약 5억 광년 떨어진 곳에 있는 우리은하와 비슷한 나선 은하의 나선팔 부분에서 발생한 것으로 위치를 특정했다. 발생 위치가 확인된 것은 FRB로는 다섯번째이자 같은 위치에서 반복되는 FRB로는 두 번째이다.

그러나 지난 2012년 푸에르토리코의 아레시보 전파망원경으로 포착한 유일한 반복 FRB가 왜소은하에서 발생한 것과 달리 FRB 180916.J0158+65는 대형 은하의 별 생성 지역에서 발생한 것으로 나타났다. 또 일회성 FRB들도 대형 은하에서 발생하기는 했지만 별 생성 지역과는 관련이 없는 곳에서 포착돼 차이를 보였다.

이는 FRB가 은하의 형태와 주변 환경과는 관련이 없을 수 있다는 점을 나타내는 것이어서 의문만 증폭하는 결과가 됐다.

논문 제1저자인 '유럽 VLBI 인프라 콘서시엄 공동 연구소'(JIVE)의 베니토 마르코테 연구원은 "FRB 180916.J0158+65는 위치가 확인된 FRB 중에서는 지구에 가장 가깝다"면서 "이전에 위치가 확인된 FRB와는 매우 다른 환경에서 발생했다는 것은 놀라우며, 발생원에 대한 추정에 도전을 제기하는 것"이라고 했다.

FRB 원인을 놓고 초신성이나 빠르게 회전하는 강력한 자기장을 가진 중성자별, 또는 중성자별 간의 충돌 등에서 외계 지적생명체가 보내는 신호 등 다양한 주장이 나오고 있으나 실체는 밝혀지지 않고 있다.

 

제미니북반구천문대 망원경으로 포착한 FRB 발원 나선은하

[B.마르코테 등, 네이처 제공]

논문 교신저자인 암스테르담대학의 천체물리학자 제인슨 헤셀 박사는 과학전문 매체 '사이언스 뉴스'(Science News)와의 회견에서 "이런 환경적 다양성을 설명할 수 있는 이론이 필요하거나, 혹은 FRB를 만들어내는 복수의 다양한 소스가 있을 수 있다"고 했다.

그러면서 "FRB 발원지를 더 많이 정확히 밝혀내는 것이 목표이며 궁극적으로는 FRB의 기원을 이해할 수 있을 것"이라고 했다.

 

<저작권자(c) 연합뉴스, eomns@yna.co.kr>2020/01/07 11:04 송고 

https://www.yna.co.kr/view/AKR20200107071800009?section=international/all