우주에는 1,000억개가 넘는 은하가 있습니다.
각각의 은하에는 1,000억개 정도의 별이 있습니다.
그 중 많은 숫자는 자신의 주변을 도는 행성을 가지고 있습니다.
자, 그러면 이렇게 광활한 우주에서 어떻게 생명체를 찾을 수 있을까요?
이것은 수천억개의 볏짚에서 바늘 하나를 찾는 것과 같습니다.
그래서 우리는 우리가 알고 있는 행성 중에서
생명체가 존재할 수 있을 만한 행성에 집중합니다.
그러면, 그 행성들은 어떻게 생겼을까요?
우리는 그 행성들을 보지는 않습니다.
대신 우리는 우리 스스로를 즉 지구를 관찰합니다.
왜냐하면 우리가 아는 한, 지구가 유일하게 생명체가 존재하는 행성이기 때문이지요.
지구를 우주에서 보면 파랗고 물로 가득한 세상으로 보입니다.
지표의 3/4이 대양으로 구성되어 있는 것도 우연은 아닙니다.
물의 특이한 화학적, 물리적 성질 때문에
우리가 아는 한 물은 생명체가 살아가는 데 필수적입니다.
그래서 우리는 물이 있는 행성을 보면 더 관심을 가지죠.
다행히도, 물은 우주에서 쉽게 발견할 수 있습니다.
그렇지만, 물이 기체나 고체 상태가 아닌 액체 상태로 존재해야 생물체가 살아갈 수 있습니다.
그리고 이런 행성은 조금 적습니다.
행성에 액체 상태의 물이 존재하려면 세가지 점이 중요합니다.
첫째로 충분한 중력이 있어야 합니다.
물 분자가 우주로 방출되는 것을 막기 위해서죠.
예를 들면, 화성은 지구에 비해 적은 중력을 가지고 있습니다.
이 때문에 화성은 매우 얇은 대기층을 갖고 있습니다.
그리고 지표에는 바다가 없습니다.
두번째로, 행성에 대기층이 존재해야 합니다.
이것은 대기층이 없이는, 물이 진공에 가까운 곳에 존재해야 하고,
액체 상태의 물은 진공에서 불안정하기 때문입니다.
예를 들어, 대기층이 없는 달에서 물을 쏟으면,
끓어서 기체가 되거나, 얼어서 얼음이 될 것입니다.
기압없이는 액체 상태의 물이 존재할 수 없습니다.
셋째로, 행성이 항성(별)에서 일정 거리 범위 내에 위치해있어야 합니다.
너무 가까우면 물의 기화점을 넘어서서
바다는 기화되어 버립니다.
너무 멀면 물의 액화점 아래로 내려가서
바다는 얼어버립니다.
뜨거움과 차가움 모두 생명체가 살아가는 데는 적합치 않습니다.
항성(별) 주위에 물이 액체 상태로 존재하는 벨트를 상상할 수 있으실 겁니다.
이 벨트를 우리는 '서식 가능 지역대'라고 부릅니다.
그래서 우리가 생명체를 찾을 때는 이런 서식 가능 지역대에 있는 행성을 찾습니다.
이런 지역대가 지구와 같은 행성을 찾을 확률이 가장 높지요.
서식 가능 지역대가 생명체 탐사를 시작하는 좋은 시작점이긴 합니다만,
고려해야 할 몇 가지 복잡한 점들이 있습니다.
먼저, 서식 가능 지역에 있다고 해서 정말로 생명체가 살 수 있는 환경은 아닐 수도 있다는 점입니다.
태양계의 금성을 생각해보세요.
아마 우리가 외계의 천문학자라면, 금성이 생명체가 존재할 확률이 상당한 행성으로 생각할 것입니다.
적당한 크기에 대기 층이 있고 태양에서적절한 거리에 있기 때문이지요.
외계의 천문학자는 지구의 쌍둥이 행성으로 생각하겠죠.
그렇지만, 최소한 금성의 지표에서는 생명체가 살아갈 수 없습니다.
너무 뜨겁기 떄문입니다.
이는 금성이 중요한 온실가스 기체인 CO2(이산화탄소)로 덮여 있기 때문입니다.
사실 대기의 대부분이 이산화탄소입니다.
그리고 이산화탄소는 지구의 대기보다 100배 더 진합니다.
그래서, 금성은 납(Pb)를 녹일 정도로 뜨겁습니다.
그리고 뼈처럼 건조합니다.
그렇기 때문에 크기와 거리로 찾는 것은 시작에 불과합니다.
우리는 대기의 구성 성분에 관심을 가지게 됩니다.
두번째 복잡한 문제는 지구를 자세히 보면 알 수 있습니다.
지난 30년간 우리는 극한 환경에서 살아가는 미생물들을 발견했습니다.
우리는 그것들을 발 밑의 돌에서,
바다 깊은 곳의 끓는 물에서,
산성을 띤 온천의 물에서,
혹은 머리 위의 구름에서 찾아내고 있습니다.
이런 극한 환경의 미생물들은 더 이상 드문 것이 아닙니다.
어떤 과학자들은 지하에 살고 있는 미생물들의 질량이
표면의 양과 동일하다고 봅니다.
이런 지하 미생물들은 바다나 햇빛을 필요로 하지 않습니다.
이런 발견들이 지구같은 행성은 우주생물학에서 빙산의 일각이라는 점을 시사합니다.
화성의 대수층 밑에도 생명이 살 수 있고,
목성의 위성인 유로파에도 번성할 가능성이 있습니다.
얼음층의 표면 밑에 액체 상태의 물이 흐르고 있을지 모릅니다.
다른 지표 아래 물이 있는 예는 토성의 달 엔칼레두스의 간헐 온천입니다.
이 간헐 온천에 미생물이 있을까요?
그곳으로 가서 알아볼 수 있을까요?
그리고 물이 아닌 다른 액체를 사용하는 생명체도 있을 수 있을 겁니다.
우리가 이상하고 극한 상황에 살고 있는 것일 수도 있고,
서식 가능 지역이 실제로는 더 넓어서
1억개의 볏짚 중에 10만개의 바늘이 있을 수도 있습니다.
지구가 다양한 서식 가능 지역 중 하나일 뿐 일 수 있는 것이지요.
확인할 수 있는 방법은 나가서 직접 탐사하는 것 밖에 없습니다.