외계 생명체의 흔적이 이 가스 속에 숨어 있을 수도 있다

과학자들은 지구와는 전혀 다른 외계 행성의 생명체를 발견하는 유망한 새로운 방법을 찾아냈는데, 그 방법은 외계 생명체를 찾을 때 거의 고려되지 않았던 지구와 전혀 다른 가스를 이용하는 것입니다.

캘리포니아 대학 리버사이드 캠퍼스의 연구자들은 천체물리학 저널 에 최근 발표한 논문에서 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 이용하면 태양계 밖의 행성인 외계 행성의 대기에서 이러한 가스를 감지할 수 있다고 설명했습니다.

메틸 할라이드라고 불리는 이 가스는 탄소 원자와 수소 원자 3개를 지닌 메틸 그룹으로 구성되어 있으며, 염소나 브롬과 같은 할로겐 원자에 부착되어 있습니다. 이들은 주로 지구에서 박테리아, 해조류, 균류 및 일부 식물에 의해 생성됩니다.

메틸 할라이드를 찾는 데 있어 한 가지 중요한 측면은 지구와 비슷한 외계 행성은 너무 작고 어두워서 현재 우주에 있는 가장 큰 망원경인 JWST로도 볼 수 없다는 것입니다.

대신 JWST는 깊은 지구 해양과 Hycean 행성이라 불리는 두꺼운 수소 대기를 가진 작은 붉은 별을 공전하는 더 큰 외계 행성을 목표로 삼아야 할 것입니다. 인간은 이런 세계에서 호흡하거나 생존할 수 없지만, 특정 미생물은 그런 환경에서 번성할 수 있습니다.

"대기 소음과 망원경 한계로 인해 생물학적 특징을 감지하기 어려운 지구형 행성과 달리, 하이세아 행성은 훨씬 더 명확한 신호를 제공합니다." UCR 천체생물학자이자 논문 공동 저자인 에디 슈비터먼의 말입니다.

연구자들은 현재 시점에서 하이케아 세계에서 메틸 할로젠화물을 찾는 것이 최적의 전략이라고 믿고 있습니다.

"현재 지구와 비슷한 행성에서는 산소를 감지하기 어렵거나 불가능합니다. 하지만 하이세안 행성의 메틸 할라이드는 기존 기술로 감지할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다." UCR 행성 과학자이자 논문의 첫 번째 저자인 미셸라 렁이 말했습니다.

게다가, 이런 가스를 찾는 것은 생명을 나타내는 다른 유형의 생체 특징 가스를 찾는 것보다 더 쉬울 수도 있습니다.

"메틸 할라이드를 찾는 가장 큰 이점 중 하나는 제임스 웹과 함께라면 단 13시간 만에 찾을 수 있다는 것입니다. 이는 산소나 메탄과 같은 가스를 찾는 데 필요한 망원경 시간과 비슷하거나 훨씬 더 짧습니다." 렁이 말했습니다. "망원경을 사용하는 시간이 짧을수록 비용이 덜 듭니다."

생명체가 지구에서 메틸 할라이드를 생산하지만, 이 가스는 우리 대기에서 낮은 농도로 발견됩니다. 하이케아 행성은 대기 구성이 매우 다르고 다른 종류의 별을 공전하고 있기 때문에, 이 가스는 대기에 축적되어 광년 떨어진 곳에서도 감지할 수 있습니다.

"이 미생물을 우리가 발견했다면, 혐기성일 것입니다. 그들은 매우 다른 유형의 환경에 적응했을 것이고, 우리는 그것이 어떤 모습인지 실제로 상상할 수 없습니다. 다만 이러한 가스가 그들의 신진대사에서 나올 수 있는 그럴듯한 출력물이라고 말할 뿐입니다."라고 슈비터먼은 말했습니다.

이 연구는 디메틸 설파이드를 포함한 다양한 생체 시그니처 가스를 조사한 이전 연구를 기반으로 하며, 이는 또 다른 잠재적인 생명 신호입니다. 그러나 메틸 할라이드는 적외선에서 강한 흡수 특성과 수소가 지배적인 분위기에서 높은 축적 가능성 때문에 특히 유망해 보입니다.

현재 제임스 웹이 이 탐색에 가장 적합한 도구이지만, 제안된 유럽 LIFE 미션과 같은 미래의 망원경은 이러한 가스를 감지하는 것을 더욱 쉽게 만들 수 있습니다. 제안된 대로 LIFE가 2040년대에 발사된다면, 하루도 채 걸리지 않아 이러한 생체 서명의 존재를 확인할 수 있습니다.

"만약 우리가 여러 행성에서 메틸 할라이드를 찾기 시작하면, 미생물 생명체가 우주 전역에 흔하다는 것을 시사할 것입니다." 렁이 말했습니다. "그것은 생명의 분포와 생명의 기원으로 이어지는 과정에 대한 우리의 이해를 바꿀 것입니다."

앞으로 연구자들은 이 작업을 다른 행성 유형과 다른 가스로 확장할 계획입니다. 예를 들어, 그들은 클로로포름과 같은 할로겐화 가스를 생성하는 것으로 보이는 살튼해에서 나오는 가스를 측정했습니다.

"우리는 지구의 극한 환경에서 생성되는 다른 것들을 측정하고 싶습니다. 다른 곳에서는 더 흔할 수 있습니다."라고 슈비터먼은 말했습니다.

연구자들이 탐지의 경계를 넓혀가고 있지만, 그들은 외계 행성 대기의 직접 샘플링이 여전히 현재의 능력을 넘어선다는 것을 인정합니다. 그러나 망원경 기술과 외계 행성 연구의 발전은 언젠가 인류의 가장 큰 질문 중 하나인 '우리가 혼자인가?'에 대한 답에 더 가까이 다가갈 수 있을 것입니다.

"인간은 가까운 시일 내에 외계 행성을 방문하지 않을 것입니다." 슈비터먼은 말했습니다. "하지만 어디를 봐야 할지, 무엇을 찾아야 할지 아는 것이 지구 너머의 생명체를 찾는 첫 걸음이 될 수 있습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250312190827.htm