골디락스 존 : 우주에서 생명체 거주 가능한 영역

골디락스라는 이름의 소녀가 숲을 헤매다 작은 오두막을 발견합니다. 인기척이 있는지 없는지 문을 두드려 보았으나 아무도 없었고, 문을 열어보니 세 그릇의 죽만 있고 아무도 없었습니다. 골디락스는 배고파 어쩔 수 없이 죽을 먹기로 하고 살펴보니 하나는 너무 뜨겁고, 하나는 너무 식었으며, 하나는 먹기에 적당했습니다. 골디락스는 먹기에 적당한 세 번째 죽을 먹었습니다.

 

'골디락스 행성'은 동화 '골디락스와 곰 세 마리'의 이야기처럼 너무 뜨겁지도, 너무 차갑지도 않아 생명체가 살기에 적합한 행성을 가리킵니다. 태양계에서는 지구가 바로 골디락스 행성입니다. 항성에서 행성까지 거리가 적당해야 합니다.

골디락스 존은 우주에서 생명체들이 거주 가능한 영역을 의미합니다. 이 지역은 지구와 비슷한 조건을 갖추고 있어 생명체들이 생존하고 번성할 수 있는 환경을 제공합니다. 이러한 지역은 우주 탐사와 외계 생명체 연구에 매우 중요한 정보를 제공하고 있습니다. 

 

거주가능구역은 지구와 유사한 생명체가 존재할 수 있는 천문학적 영역을 말합니다. 생명체 거주 가능 영역, 생존 가능권, 생존 가능 영역이라고도 합니다.

수치상으로는 태양과 지구와의 거리와 비슷한 약 0.9~1.15au(약 1억 5천만 킬로미터)입니다. 

 

거주 가능 지역의 정의

일반적으로 거주 가능 구역이라는 단어는 행성계의 거주 가능 구역(Circumstellar habitable zone, CHZ)을 지칭하는 경우가 많으며, 항성 주변에서 충분한 대기압이 있는 환경에서 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 범위를 말합니다. 행성계의 거주 가능 구역의 범위는 태양계 내에서 지구의 위치와 태양으로부터 받는 복사 에너지의 양에 따라 결정됩니다. 지구 생물권에서 물의 중요성 때문에, 거주 가능 구역의 특성과 그 안에 위치한 천체들은 지구에 존재하는 것과 같은 외계 생명체 및 외계 지적 생명체의 존재 범위와 분포를 결정하는 데 중요할 수 있습니다. 

 

1953년 거주 가능 구역의 개념이 처음 발표된 이후 많은 항성들이 거주 가능 구역 내에 행성을 가지고 있는 것으로 확인되었으며, 그중에는 거주 가능 구역 내에서 여러 행성이 공전하는 행성계도 포함되어 있습니다. 2013년 11월 4일, 천문학자들은 태양계 외계행성 탐사 망원경 케플러의 데이터를 바탕으로 은하계에 존재하는 태양과 유사한 항성 및 적색왜성의 거주 가능 구역을 공전하는 행성들이 지구보다 더 크다는 사실을 확인했습니다. 지구 크기의 행성은 500억 개가 존재한다고 보고했습니다. 지구에서 센타우로스자리 방향으로 약 4.2광년 떨어진 위치에 있는 외계 행성 프록시마 센터우리b는 알려진 외계행성 중 지구에 가장 가깝고, 주별인 프록시마 센타우리의 거주 가능 구역을 공전하고 있습니다. 또한, 거주 가능 구역에는 행성 보다 더 많은 수의 행성 크기의 위성이 존재할 가능성이 있어 위성 거주 가능성 분야에서 특히 흥미롭습니다.

 

이론의 발전

2000년 천문학자 피터 워드(Peter Ward)와 도널드 브라운리(Donad Brownlee)가 은하계의 거주 가능 구역 이론을 제시하면서 거주 가능 구역 이론이 업데이트되었고, 이후 그들은 천문학자 길레르모 곤잘레스와 함께 이 이론을 발전시키게 되었습니다. 은하계에서 생명체가 출현할 가능성이 가장 높은 영역으로 정의되는 은하계 거주 가능 구역은 중원소가 더 풍부하게 존재하는 은하핵에 충분히 가까운 영역이지만, 너무 가까우면 은하 중심에서 흔히 볼 수 있는 강한 방사선과 강한 중력의 영향으로 항성계와 행성의 궤도 및 생명체의 출현이 종종 불안전해집니다. 이후 일부 우주생물학자들은 거주 가능 구역의 개념을 물 이외의 용매, 예를 들어 이수소, 황산, 이질소, 포름아미드, 메탄 등으로 확장할 것을 제안하기도 하고, 다른 우주생물학자들은 대체 생물학을 통해 가상의 생명체 존재를 지지하기도 합니다. 행성으로부터의 조석 가열로 인해 표면의 액체가 끓지 않는 영역을 가리는 행성의 거주 가능 영역이 제안되면서 거주 가능 영역 이론이 더욱 발전하고 있습니다.

 

거주 가능 영역의 측정

태양계에서는 지구가 발로 골디락스 행성입니다. 지구는 생명이 살아가는 데 필요한 네가지 특징을 지니고 있습니다.

첫 번째는 행성 표면에 물이 액체 상태로 존재하는 것입니다. 지구 표면 온도와 대기압은 표면에 물이 액체상태로 안정적으로 존재할 수 있게 합니다. 둘째는 기후는 비교적 안정적으로 유지되어 수십억 년 동안 지표면에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있습니다. 또한 장기적 기후 안정성은 생물의 진화에도 중요한 부분을 차지하며, 만약 대기가 없어졌거나 엄청나게 뜨거운 온실효과를 가진 기후를 가졌다면 생명체들은 다 지하공간으로 대피하거나 멸종했을 것입니다.

 

세 번째는 대기의 요소들입니다. 질소, 이산화탄소, 산소등은 지구 대기의 상당 부분을 차지하며, 이 원소들이 있어야 생명체가 존재할 가능성이 높아집니다. 마지막 네 번째는 판구조론입니다. 판구조론이란 지구의 암석권은 수평으로 이동하는 수많은 지각판들로 이루어져 있다는 학설로, 이산화탄소 순화이 중요 요소이자 다양한 지형 형성 요소이기도 합니다. 또한 골디락스 행성은 지구와 비슷한 온도를 가져야 합니다.

 

골디락의 중요성과 의의

골디락스 존은 우주 탐사의 생물학적 연구에 있어서 매우 중요한 역할을 합니다. 이러한 영역을 탐지하고 연구함으로써 외계 행성에서의 생명체 발견 가능성을 평가하고, 이를 통해 지구 이외의 곳에서의 생명체 존재 가능성을 탐구하는 데 도움을 줍니다. 

골디락스 존은 우주에서 생명체들이 거주 가능한 환경을 지칭하는 개념으로, 다양한 조건들을 충족시켜야 합니다. 이 영역은 우주 탐사의 목표 중 하나로, 우리가 우주에 대한 이해를 더욱 확장시킬 수 있는 중요한 정보를 제공합니다.