이후 케플러 우주 망원경 우주로 발사되면서 우리 태양계 (외계 행성) 너머로 알려진 행성의 수가 기하 급수적으로 증가했습니다. 현재 2,918 개의 별 시스템에서 3,917 개의 행성이 확인되었으며 3,368 개의 행성이 확인을 기다리고 있습니다. 이 중 행성의 표면에 액체 물이 존재할 수있는 거리 인 별의 주변 환경 거주 구역 (일명 "골디 락 구역") 내에서 약 50 개의 궤도.
그러나 최근 연구에 따르면 거주 지역으로 간주 될 가능성이 너무 낙관적입니다. 최근에 온라인으로 게재 된“복잡한 생활을위한 제한된 거주 지역”이라는 새로운 연구에 따르면 거주 지역은 원래 생각했던 것보다 훨씬 좁을 수 있습니다. 이 발견은 과학자들이“잠재적으로 거주 가능”하다고 생각하는 행성의 수에 막대한 영향을 미칠 수 있습니다.
이 연구는 리버 사이드 캘리포니아 대학의 NASA 박사후 과정 연구원 인 Edward W. Schwieterman이 주도했으며, 대체 지구 팀 (NASA Astrobiology Institute 소속), NExSS (Nexoplanet System Science)를위한 Nexus, NASA 고다드 우주 연구소.
에 기초한 이전 추정에 따르면 케플러 데이터에 따르면 과학자들은 은하계에만 400 억 개의 지구와 같은 행성이있을 가능성이 있으며 그 중 110 억 개는 우리 태양 (즉, G 형 노란색 왜성)과 같은 궤도를 돌고있을 가능성이 있다고 결론지었습니다. 다른 연구에 따르면 거주 지역을 정의하는 데 사용하는 매개 변수에 따라이 숫자는 600 억 또는 1 천억 개에이를 수 있습니다.
이 결과는 은하수가 삶에 활기를 불어 넣을 수 있음을 암시하기 때문에 확실히 고무적입니다. 불행히도, 태양계 외계 행성에 대한보다 최근의 연구는 이러한 이전 추정치에 의문을 제기했습니다. 이것은 특히 궤도 M 형 (빨간색 왜성) 별이있는 조석으로 잠긴 행성이 관련된 경우입니다.
또한 지구의 생명체가 어떻게 진화했는지에 대한 연구에 따르면 물만으로는 생명을 보장하지 않으며 산소 가스의 존재도 보장하지 않습니다. 또한 Schwieterman과 그의 동료들은 우리가 알고있는 생명체에 필수적인 두 가지 주요 생체 서명 인 이산화탄소와 일산화탄소를 고려했습니다.
이들 화합물 중 너무 많은 것은 복잡한 생활에 유독 한 반면, 너무 적 으면 초기 원핵 생물이 나타나지 않을 것입니다. 지구상의 생명체가 어떤 징후라면,보다 복잡한 산소 소비 생명체가 진화하기 위해서는 기본 생명체가 필수적입니다. 이러한 이유로 Schwieterman과 그의 동료들은이를 고려하기 위해 거주 가능 구역의 정의를 수정하려고했습니다.
공정하게 말하면 거주 가능 구역의 범위를 계산하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 별과의 거리 외에도 지구 표면 온도는 온실 효과와 같은 대기의 다양한 피드백 메커니즘에 따라 달라집니다. 게다가, 거주 가능 구역에 대한 기존의 정의는 "지구와 같은"조건의 존재를 가정합니다.
이는 질소, 산소, 이산화탄소 및 물이 풍부하고 지구에 존재하는 것과 동일한 탄산염 규산염 지구 화학적 순환 과정에 의해 안정화 된 대기를 의미합니다. 이 과정에서 침강과 풍화는 규산염 암석이 탄소 질이되게하는 반면 지질 활동은 탄소 암석이 다시 규산염 기반이된다.
이로 인해 대기 중의 이산화탄소 수준이 상대적으로 안정적으로 유지되어 표면 온도 (일명 온실 효과)가 높아지는 피드백 루프가 발생합니다. 거주 지역의 안쪽 가장자리에 지구가 가까울수록 이산화탄소 발생이 줄어 듭니다. Schwieterman이 MIT Technology Review의 최근 기사에서 설명했듯이 :
그러나 거주 지역의 중간 및 외부 지역의 경우 대기 중 이산화탄소 농도는 지표 액체 수의 온도를 유지하기 위해 훨씬 더 높아야합니다.”
예를 들어, 팀은 지구에서 약 990 광년 떨어진 K 형 별 (우리 태양보다 약간 작고 희미한)을 도는 초지 구인 케플러 -62f를 예로 사용했습니다. 이 행성은 금성이 태양과 거의 같은 거리에서 별을 공전하지만 별의 질량이 적을수록 거주 지역의 바깥 가장자리에 있음을 의미합니다.
2013 년에 발견되었을 때,이 지구는 충분한 온실 효과가 있다고 가정 할 때 외계 생명체에 대한 좋은 후보로 여겨졌습니다. 그러나 슈비에 터 만 (Schwieterman)과 그의 동료들은 복잡한 생명체가 처음 진화했을 때 (약 185 억 년 전) 지구에 존재했던 것보다 1,000 배 더 많은 이산화탄소 (300 ~ 500 킬로 파스칼)를 소비 할 것이라고 계산했다.
그러나이 양의 이산화탄소는 지구상의 대부분의 복잡한 생물체에 독성이 있습니다. 결과적으로 Kepler-62f는 액체 물을 섭취하기에 충분히 따뜻하더라도 삶에 적합한 후보자가 아닙니다. Schwieterman과 그의 팀은 이러한 생리 학적 제약을 고려하면 복잡한 생활을위한 거주 가능 지역이 이전에 추정했던 것의 4 분의 1에 비해 상당히 좁아 야한다고 결론 지었다.
슈비에 터 만 (Schwieterman)과 그의 동료들은 일부 외계 행성들은 차가운 별을 공전하기 때문에 더 높은 수준의 일산화탄소를 가질 가능성이 있다고 계산했다. 이것은 우주에서 별의 75 %를 차지하는 붉은 왜성 별의 거주 가능 지역에 상당한 제약을가합니다. 자연에서 지상 (즉, 바위 같은) 행성을 찾을 가능성이 가장 높습니다.
이 발견은 과학자들이 별의 거주 가능 구역의 경계를 언급하지 않고“잠재적으로 거주 할 수있는”것으로 간주하는 것에 대해 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. Schwieterman은 다음과 같이 설명했다.
"한 가지 의미는 늦은 M 왜소를 도는 행성이나 거주 가능한 지역의 바깥 쪽 가장자리에있는 잠재적으로 거주 가능한 행성에서 지능적인 생명 또는 기술 서명을 발견하지 못할 것이라는 점입니다."
문제를 더 복잡하게하기 위해,이 연구는 늦게 거주 할 수있는 행성으로 간주 될 수있는 것에 대한 추가적인 제약을두기위한 몇 가지 중 하나입니다. 2019 년에만 적색 왜성 스타 시스템이 생명체를 형성하는 데 필요한 원자재를 갖지 못할 수 있고 적색 왜성 스타가 광합성이 발생하기에 충분한 광자를 제공하지 못할 수 있다는 연구가 수행되었습니다.
이 모든 것이 우리 은하의 생명이 이전에 생각했던 것보다 드물게 나타날 수있는 뚜렷한 가능성을 가중시킵니다. 그러나 물론 거주 성의 한계가 무엇인지 확실하게 알기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 운 좋게도 향후 10 년 안에 몇 개의 차세대 망원경이 작동하기 때문에 너무 오래 기다릴 필요가 없습니다.
여기에는 제임스 웹 우주 망원경 (JWST) 매우 큰 망원경 (ELT)와 거대한 마젤란 망원경 (GMT). 이들 및 다른 최첨단 기기는 외계 행성에 대한 훨씬 더 자세한 연구 및 특성화가 가능할 것으로 기대된다. 그들이 할 때, 우리는 삶이 얼마나 가능성이 있는지에 대한 더 나은 아이디어를 갖게 될 것입니다.
