시험&논문용 <별에도 생명체 존재 가능성> 전파망원경의 개요, ALMA를 이용한 연구, 생명의 전구체 저장소 발견

별에도 생명체의 존재 가능성이 있다는 연구결과가 발표되었다. 전파망원경의 개요를 살펴보고 대표적 전파망원경인 ALMA를 이용한 연구를 통하여 생명의 전구체 저장소를 별에서 발견한 연구를 알아보자.

 

별에도 생명체 존재 가능성에서 전파망원경의 개요

전파망원경은 지향성 전파 안테나를 사용하여 천체로부터 전파를 수집하는 장치입니다. 접시 안테나는 종종 관측되는 전파의 파장보다 작은 그물의 형태입니다. 가시광선이었다면 영상이 전혀 형성되지 않았을 텐데 전파이기 때문에 그물망으로 충분히 집중할 수 있습니다. 전파망원경의 판은 광학망원경의 수명인 거울과 비슷하게 작동하는데도 보호장비나 정밀한 공정이 필요 없는 이유입니다. 전파의 파장이 길기 때문에 망원경의 모든 작은 요철이나 곡선은 무시됩니다. 현재, 가장 큰 단일 전파 망원경은 중국의 FAST 전파 망원경으로, 지름이 500미터에 이를 정도로 큽니다. 최근의 전파 망원경은 주로 이 접시 안테나들 중 몇 개를 결합하여 하나의 큰 안테나처럼 작동하는 데 사용됩니다. 이것은 간섭계라고 불리는데, 이것은 기선의 거리만큼 망원경의 해상도를 향상할 수 있습니다. 1000km 거리에 있는 두 전파망원경을 합치면 지름 1000km 망원경에 버금가는 해상도를 얻을 수 있습니다. 물론 매우 어려운 기술이고, 거리가 멀어질수록 더 어려운 기술입니다. 현재, 가장 큰 전파 망원경 모음은 ALMA에 의해 운영되고 있습니다.  ALMA는  칠레에 있는 Atacama Large Milimeter/submillimeter Array(ALMA) 전파 망원경입니다.  또한 이 분야에서 가장 큰 SKA이 계획 중입니다. SKA는 총 1 평방km의 안테나를 가지고 있습니다. 또한 SETI 프로젝트에 사용된 Allen Telescope Array도 있습니다. 그것은 영화 콘택트에 등장했습니다. 27개의 전파 망원경이 Y자 모양으로 배열된 VLA라는 이름의 실존적 간섭계입니다.

 

ALMA를 이용한 연구

천체물리학자들로 구성된 국제 조사연구단이  ALMA가 수집한 데이터를 사용하여  생명체가 우주의 별을 형성하는 지역의다른 별에서도 태어날 가능성이 있는지 연구하였습니다. 이번 조사는 ALMA 망원경이 우주의 가장 추운 지역에 있는 분자들의 매우 약한 신호를 감지하는 능력이 향상되었기 때문에 가능했습니다. ALMA는 60개 이상의 안테나 네트워크를 결합하여 방송국이 이러한 분자 신호를 감지할 수 있도록 합니다. 각각의 분자는 분명히 다른 파장의 빛을 방출하여 과학자들이 분자의 존재를 확인하고 그 특성을 조사할 수 있는 지문이라는 자체 스펙트럼을 생성합니다. ALMA의 도움으로 어린 별 근처에서 활동적인 별을 생성하는 물질의 분포와 구성을 처음으로 측정할 수 있었습니다. 이 연구팀은 생명체를 형성하는 데 필요한 전구체 분자의 존재, 위치, 풍부함을 연구하는 데 초점을 맞췄습니다. "이 크고 복잡한 유기 분자들이 우주 전역의 다양한 환경에서 발견됩니다. 이 분자들이 적절한 조건에서 설탕, 아미노산, 그리고 RNA를 생산하는 지구 생화학의 필수적인 구성 요소라는 것을 보여줍니다. 하지만 이 복잡한 유기 분자들이 발견되는 많은 환경들은 우리가 그것들이 어디서 만들어졌다고 생각했는지 그리고 언제 만들어졌는지와는 꽤 거리가 있습니다. 우리는 행성의 탄생지인 원시 행성계 원반의 정확한 위치와 양을 알고 싶었습니다."라고 연구원은 말했습니다. 연구팀은 IM Lup, GM Aur, AS 209, HD 163296, MWC 480으로 알려진 우리 은하의 원시 행성 디스크 5개에서 시아노아세틸렌(HC3N), 아세토니트릴(CH3CN), 시클로페닐리덴(c-C3 H2) 등 3개의 분자를 찾으려고 했습니다. 이 원시 행성계 원반들은 지구에서 300에서 500광년 떨어진 곳에 있고, 그들 모두는 그 안에서 별들이 형성되고 있다는 신호를 보냈습니다. 참고로 우리 은하의 지름은 약 10만 광년, 원반 전체의 두께는 약 12,000 광년으로 추정됩니다. 

생명의 전구체 저장소 발견

이 연구 결과 지구뿐만 아니라 우주의 다른 별들에서도 생명체가 존재할 가능성이 크게 증가하고 있습니다. 행성 화학에 대한 대규모 국제 연구팀에 의해, 어린 별을 둘러싼 물질에서 방출되는 빛의 독특한 지문을 분석한 결과 생명체의 기초를 형성하는 데 필요한 거대한 유기 분자의 중대한 저장고의 존재가 밝혀진 것입니다.  따라서 생명은 우주의 별을 형성하는 지역에서도 태어날 가능성이 있습니다. 젊은 행성을 둘러싼 원시 행성 원반은 젊은 행성이 성장하는 데 필요한 물질을 먹여줍니다. 예를 들어, 어린 지구는 소행성과 태양 주위의 원시 행성 원반에서 형성된 혜성의 충돌을 통해 물질의 씨앗으로 파종되었다고 생각됩니다. 하지만, 과학자들은 모든 원시 행성 디스크가 생물학적으로 중요한 분자를 생산할 수 있는 복잡한 유기 분자 저장고를 가지고 있는지 확신하지 못했습니다. 이 연구는 바로 그 질문에 대한 답의 시작입니다. 연구팀은 관찰된 다섯 개의 원반 중 네 개에서 분자를 발견했습니다. 그리고 발견된 분자의 양은 과학자들이 예상했던 것보다 더 많았습니다. 알마(ALMA)를 통해 태양계와 비슷한 크기의 이 원반의 가장 안쪽 영역에서 처음으로 이 분자들을 발견할 수 있었고 분석 결과 분자들이 주로 원반의 안쪽 영역에 위치해 있다는 것을 보여주는데, 이는 모델이 예측한 것보다 10배에서 100배 더 많았습니다.분자가 위치한 원반 영역도 소행성과 혜성이 형성되는 곳이라고 연구원은 말합니다.  이번 연구에 참여한 영국 리즈대학 연구원은 이번 발견이 지구상에 생명체를 탄생시킨 기본적인 화학적 조건이 우리 은하계 곳곳에 널리 존재할 수 있음을 시사한다고 말했습니다. 이 큰 유기 분자는 새로 형성된 별 주위를 도는 원시 행성 원반에서 확인되었습니다. 비슷한 원반이 한때 어린 태양 주위를 돌고 현재의 태양계를 구성하는 행성들을 만들었다고 믿어지고 있습니다. 이 분자들의 존재는 우주에 풍부한 일산화탄소와 같은 더 단순한 탄소 기반 분자와 생명을 만들고 유지하는 데 필요한 더 복잡한 분자 사이의 디딤돌이기 때문에 중요합니다.  이 연구결과는 천체물리학 저널에 발표되었습니다.