황금지구(Goldilocks Zone) : 생명체가 존재할 가능성

지구 외에 생명체가 존재한다고 의심되는 행성은 없을까?

 누구나 한번쯤은 상상해봤을 것입니다. 우리가 사는 이 지구 외에 우주 어딘가에 있을 다른 행성에도 생명체가 존재할 것이라는 상상을 요. 하지만 우주는 너무나도 넓고 인간의 생명이 허락하는 거리에 있는 행성들보다 그 밖의 행성들이 훨씬 많습니다. 어쩌면 사는 동안 외계인의 존재를 확인하지 못하고 죽을 가능성이 높겠지만 궁금증을 가지고 하나씩 알아보기로 합니다.

 현재로서는 생명체가 존재한다고 확실히 의심되는 행성에 대한 명확한 증거는 없습니다. 그러나 몇몇 행성들은 생명체의 존재 가능성을 높게 여기게 하는 조건을 가지고 있습니다. 예를 들어 NASA의 케플러 우주 망원경이 발견한 몇몇 외계 행성은 '황금지구'라고 불리는 영역에 위치해 있습니다. 

 황금지구란?

   이 명칭은 <골디락스와 세 마리 곰> 이라는 동화에서 유래되었습니다. 동화의 주인공인 소녀 골디락스는 숲 속에서 길을 잃고 헤매다가 빈 집을 찾아 들어갔습니다. 집 안에는 죽 세 그릇이 있었는데 너무 뜨거운 것도, 너무 차가운 것도 아닌 적당하게 따뜻한 죽을 찾아 먹습니다. 침실에서도 세 침대 중 너무 딱딱하지도, 그렇다고 너무 폭식하지도 않은 적당한 것을 고릅니다. 마찬가지로 골디락스 행성, 황금지구는 '어머니 항성으로부터 너무 멀지도, 너무 가깝지도 않아 적당히 따뜻한 온도가 형성될 수 있는 위치를 도는 행성은 생명체가 번성하기에 알맞다'라는 의미를 담고 있습니다.

  이 영역은 별 주위에서 생명이 존재하기에 이상적인 조건을 갖춘 영역을 말합니다. 즉, 그 행성이 태양계와 유사한 온도와 액체 분포를 갖추고 있어 생명체의 생존에 적합한 조건을 제공할 수 있는 지역입니다. 한 항성 주위에 형성되어 있는 행성계에서 어떤 행성에 생명체가 발생할 조건이 되기 위해서는 모항성에서 적당한 거리만큼 떨어져 있어야 합니다. 행성이 별 주위를 돌 때 적절한 온도 범위를 유지하여 액체가 존재할 수 있는 지역입니다. 이런 조건을 갖춘 행성들은 생명체의 존재 가능성을 높여주기 때문에 관심을 받고 있습니다. 온도는 너무 뜨거우면 물이 증발하고 너무 추우면 물이 얼어붙어 생명체의 생존이 어려워집니다. 액체 물은 생명체의 탄생에 있어 중요한데, 그 이유는 화학 반응에 필요한 용매로써 액제 물이 매우 적합하기 때문입니다. 황금 지구는 이러한 온도 조건을 충족시키는 지역으로 지구와 같은 환경을 갖춘 행성에서 생명체가 존재할 가능성이 높은 지역입니다.

 또한 우주 탐사기를 통해 발견된 행성들 중에서는 대기 중에서 메탄, 산소, 수증기 등과 같은 생명체 활동과 관련된 화학 물질들이 감지된 경우도 있습니다. 이러한 화학 물질들은 생명체의 존재 가능성을 시사할 수 있으나 그것만으로는 명확한 증거로 인정되지는 않습니다. 단지 생명체가 존재할 수 있는 조건을 가진 영역일 뿐, 실제로 생명체가 존재한다는 것을 보장하지는 않습니다. 그래도 황금지구는 우주에서 생명체 탐색의 관심 대상이 되고 있으며, 이러한 지역에 위치한 행성들에 대한 연구와 탐사가 계속되고 있습니다. 지금까지는 글렞 581b의 환경이 생명체가 생존하기에 가장 적합한 것으로 여겨지고 있습니다.

 

 비판

  이 개념은 지구를 기준으로 생명체의 생존 가능성을 추측하는 것이므로 지구와 다른 환경을 가진 행성에서는 적용되지 않을 수 있습니다. 또한 생명체의 생존 조건은 복잡하고 다양하기 때문에 이러한 단순화된 개념으로는 생명체의 존재 여부를 판단하는 것이 어렵다는 비판의 시각도 있습니다. 

 생명체 거주 가능 영역은 액체 물이 존재할 수 있는 지역을 고려하기 때문에 액체 물이 생명체의 생존에 필수적인 것은 아닌 다른 생명체도 존재할 수 있습니다. 이러한 이유로 생명체 거주 가능 영역은 생명체의 존재 여부를 판단하는 기준으로는 부적절할 수 있다는 비판이 있습니다.

 예를 들어 목성의 위성 유로파의 경우 얼음 표면 아래에 지구와 비슷한 액체 물의 바다가 있을 것으로 예상되었는데 이 바다는 지구 생명체와 비슷한 것들이 살 환경을 제공할 수 있다는 것입니다. 지구상에 극한 환경 미생물들이 존재한다는 사실은 유로파가 비록 HZ 바깥에 존재하기는 하지만 생명체가 살 수 있다는 주장에 힘을 실어줍니다. 행성 생물학자 칼 세이건은 목성과 같은 가스 행성 자체에서도 생명체가 살 수 있을 것으로 믿었습니다. 이러한 환경에서도 생명체가 발견된다면 이는 기존의 외계 생명체 이론이 지나치게 보수적임을 입증하는 증거가 될 것입니다.