생명체 거주가능 영역

1 개요[ | ]

habitable zone, HZ
生命體居住可能領域
생명체 거주가능 영역
  • 지구상의 생명체들이 살아가기에 적합한 환경을 지니는 우주 공간의 범위를 뜻함
  • 크게 두 가지 개념으로 나눌 수 있다. 첫째는 행성계 차원이며 두 번째는 은하 차원임

 

  • 글리제 581c와 지구의 크기 비교. 글리제 581c는 생명체 거주가능영역 내에 존재하는 암석 행성으로 추측된다

2 항성주위 생명체 거주가능 영역[ | ]

한 항성 주위에 형성되어 있는 행성계에서 어떤 행성에 생명체가 발생할 조건이 되기 위해서는 모항성에서 적당한 거리만큼 떨어져 있어야 한다. 이 항성주위 생명체 거주가능영역(CHZ 또는 생태권)은 관념상의 구체로, 행성 표면의 온도가 액체 이 존재할 정도로 알맞은 상태가 되는 거리를 뜻한다. 액체 물은 생명체의 탄생에 있어 중요한데, 그 이유는 화학 반응에 필요한 용매로써 액체 물이 매우 적합하기 때문이다. 1959년 물리학자 필립 모리슨쥬세페 코코니SETI 연구 논문을 통해 이 개념을 정립했다. 1961년 프랭크 드레이크드레이크 방정식을 소개했다.

CHZ가 성립될 수 있는 영역은 항성의 크기와 밝기에 좌우된다. 특정 항성의 CHZ '중간' 지대 거리는 다음 방정식처럼 나타낼 수 있다.

[math]\displaystyle{ d_{AU} = \sqrt {L_{star}/L_{sun}} }[/math]
여기서
[math]\displaystyle{ d_{AU} \, }[/math]천문단위로 표시한 어머니 항성으로부터의 HZ 중간값이며,
[math]\displaystyle{ L_{star} \, }[/math]는 대상 항성절대복사등급이고,
[math]\displaystyle{ L_{sun} \, }[/math]는 태양의 절대복사등급이다.

예를 들면, 태양 밝기의 4분의 1 정도인 K형 항성의 경우 이 별의 생물권 거리(생물권 영역 중 가장 지구와 흡사한 환경이 형성될 수 있는 중간 지대 거리임)는 약 0.5 천문단위이다. 태양 밝기의 2배 정도로 밝은 별의 경우 이 별의 생물권 거리는 위 공식에 의하면 약 1.4 천문단위가 된다. 생물권의 '한가운데'는 어떤 행성에 지구와 거의 비슷한 생명체들이 살아갈 환경이 갖춰질 수 있는 거리를 의미한다. 단, 이 행성의 대기 조성이나 밀도는 지구와 흡사하다는 조건이 전제된다.

항성이 진화 과정을 겪으면서 밝기가 증가하면 광도 역시 증가한다. 광도가 증가하면 그 행성계의 HZ도 뒤로 물러나게 된다. 어떤 행성에서 생명체들이 살 시간을 최대한 벌기 위해서는, 행성은 변화하는 HZ 내에 오래 머무를 수 있는 위치에 자리잡고 있어야 한다.

행성의 대기 조성도 생명체의 존재에 중요한 변수가 된다. 금성의 경우와 같이 대기의 농도 또한 그 행성의 환경을 결정하는 변수가 된다. 또한 행성 자체의 화산 활동 빈도, 자체 질량위성과의 기조력 등도 자체 복사열의 강도에 영향을 미치며, 이는 생명체의 존립 여부와 직결된다.

최근 미국 스미스소니언 천체물리센터와 하버드 연구진이 외계 항성 MWC 480 주위에서 유기 분자 화학물을 발견했다.[1]

3 #[ | ]

 

  • 골디락스 지역 주변에서 도는 캐플러 22b 행성과 태양계의 행성을 비교한 그림. <사진=나사>

 

  • 지구(위 청색 띠 안)는 생명체가 살기에 적합한 환경을 갖고 있다는 점에서 골디락스 행성의 표본이라고 할 수 있다. 지금까지 발견된 외계 행성들 중 가장 지구와 비슷한 환경을 지닐 것으로 생각되는 후보는 글리제 581 d(아래)이다

4 같이 보기[ | ]

5 참고[ | ]