골디락스 존

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골디락스 존과 골디락스의 조건

태양에서 0.8 au에서 1.5 au 떨어진 곳에는 생명 거주 가능 영역인 골디락스 존이 있다. 골디락스 존은 두 번째 지구를 찾기 위해서는 가장 먼저 체크해야 하는 중요한 조건이며, 참고로 태양계 행성들 중에서는 지구와 금성, 그리고 화성이 골디락스 존에 포함된다.

골디락스 존(habitabla zone)에 대해 본격적으로 알아보기 전, 골디락스 존에 대한 경계와 조건이 아직까지는 불분명하다는 것을 알아야 한다. 또한 우리 태양계의 골디락스 존 행성인 화성과 금성을 보면 알 수 있듯, 행성이 골디락스 존에 포함되느냐, 되지 않느냐는 어디까지나 외계 생명체를 찾는 기본적인 조건일 뿐, 골디락스 존에 들어간다고 해서 행성에 반드시 액체 상태의 물과 생명체가 존재한다는 뜻은 아니다.

그리고 골디락스 존에 포함되는 행성들 중에서도 생명체가 살 수 있는 행성들은 골디락스 행성이라고 부르는데, 골디락스 행성의 조건은 매우 엄격하게 제한되기 때문에 첫 발견 당시에는 골디락스 행성이라 여겨졌지만 막상 자세한 연구가 진행되고 보니 골디락스 행성이 아니었던 경우도 빈번하며, 해서 실제로 골디락스 행성이라고 추정되는 행성들은 많지 않다. 또한 골디락스 행성은 천문학이 아닌, 우주생물학(astrobiology)의 영역이라 볼 수 있다.

우주생물학이란 우주 생명체의 기원과 진화, 전파 등을 연구하는 분야로, 생물학을 넘어 지구과학부터 행성과학, 천문학, 이론물리학 등등 우주와 생명체 사이의 연관 고리들을 모두 다루는, 자연과학 중 가장 범위가 넓은 학문이다. 그렇다면 우주생물학에서 설명하는 생명 거주 가능 영역, 골디락스 행성의 조건은 무엇일까. 그리고 골디락스 행성의 가장 모범적인, 그리고 현재까지는 우주에서 유일한 사례인 지구는 도대체 어떻게 골디락스 행성이 된 것일까.

행성을 생명친화적으로 만들어주는 가장 큰 요소는 역시 물이다. 우리 지구는 전체 질량에서 0.02%를 바다가 차지하고 있는데, 이처럼 골디락스 행성이 되기 위해서는 극소량일지라도 물을 반드시 가지고 있어야 한다. 그러나 여기서 중요한 건 행성이 가지고 있는 물의 비율이 적당해야 한다는 것이다. 너무 많은 양의 물을 가지고 있는 바다 행성의 경우, 모항성으로부터 전달되는 열이 대량의 수증기를 발생시키고, 그렇게 생겨난 수증기들은 온실효과를 가속시켜 폭주하는 온실효과 탓에 생명체가 살아갈 수 없기 때문이다.

골디락스 행성의 두 번째 조건은 자기장이다. 행성이 과연 어떻게 자기장을 만들어 내는가에 대해서는 아직까지도 가설만이 존재할 뿐, 정확하게 밝혀지지 않았지만, 지표로 쏟아지는 수많은 우주의 유해 방사선으로부터 생명체들을 보호하기 위해서는 꼭 자기장이 필요하다.

그다음은 지각활동이다. 지각활동은 태양계의 행성들 중에서도 오로지 지구만이 보이는, 지구의 특징 중 하나인데, 이런 활발한 지각활동은 탄소를 순환시킴으로써 행성의 기온을 적당하게 유지해 생명체가 극단적인 기후 변화로 인해 진화하지 못하는 상황을 막아준다. (하지만 지각활동에 의한 온실효과가 아닌, 인류의 탄소 배출이 만들어내는 온실효과는 지구 스스로가 탄소 순환으로 안정화시킬 수 있는 수준을 뛰어넘기 때문에 문제가 된다.)

그리고 골디락스 행성의 마지막 조건은 행성에 달과 같은 크기가 크고, 무거운 위성이 있어야 한다는 것이다. 우리 지구는 만약 달이 없었다면 자전축의 기울기가 주기적으로 흔들렸을 것이기 때문이다.

처음 논할 때와는 달리 현재 골디락스 존과 골디락스의 조건은 매우 까다로워졌다. 하지만 이 네 가지 조건 역시도 모두 지구를 기준으로 삼았을 때의 조건이다. 따라서 외계행성에 적용하게 될 때에는 또 다른, 새로운 골디락스 조건이 필요하게 될 것이며, 때문에 골디락스 존, 그리고 골디락스 행성은 아직까지도 불분명하다.