외계생명체와 외계행성

소개글

외계생명체와 외계행성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1장 - 외계생명체와 UFO(03)

- 외계생명체 탐사 과정과 역사(06)

1) 정향적 범균론(09)
2) SETI 계획(16)

- UFO는 과연 존재하는 것일까?(22)

1) UFO는 정말 외계인이 타고 온 것일까?(24)
2) UFO와 외계인이 인류에게 던져주는 의미(32)

2장 - 외계생명체의 존재 조건과 존재가능성(44)

- 외계생명체의 존재 조건(47)

- 외계생명체의 존재 가능성(53)

- 외계생명체 존재 가능성에 대한 수치 해석(64)

1) 드레이크 방정식을 감안한 수치 해석(65)
2) 아시모프식 수치 해석(69)

3장 - 외계행성(78)

- 지구의 생명체가 살아가기에 적합한 외계행성(80)

- 슈퍼지구(Super Earth)를 찾아라(85)

- 지금까지 찾아낸 주요 외계행성들(93)

- 외계행성 탐사 방법(101)

1) 외계행성 탐사의 여러 가지 방법들(103)
2) 외계행성이 만들어지고 있는 관측적 증거(106)
3) 외계행성의 주요 탐사 방법(111)

본문내용

생물권이 지구의 여러 계(열린계) 중에서 하나의 영역이 된 것은 지금으로부터 약 35억 년 전부터이다. 지구에서의 생물권은 대기권, 수권, 암권 등 모든 영역에 걸쳐 분포한다.
액체상태의 물은 지구생명체의 존재에 필수적이라고 할 수 있다. 최초의 생명체가 어떻게 생겨났는지는 아직도 미스터리지만 생명작용은 결국 화학작용인데, 액체상태의 물은 이 같은 화학작용을 촉진시켜주는 효과가 있기 때문이다. 즉 세포 간 상호작용을 촉진시키며, 영양분을 공급하거나 배설물을 버리는 데 액체상태의 물은 매우 중요한 역할을 한다. 1차적으로 액체상태의 물을 갖추려면 어떤 조건하에 놓여야 할까? 우선, 목성이나 토성과 같이 가스형태의 행성은 안 된다. 액체상태의 물이 존재하려면 지구나 화성과 같은 암석 형태의 딱딱한 고체 표면을 가진 행성이어야 한다. 또한, 외계의 행성계를 이루고 있는 항성과는 적절한 거리를 유지해야 한다.
항성에 너무 가까우면 에너지를 너무 많이 받아 과열되기 때문에 물이 모두 증발하여 액체상태의 물이 존재할 수가 없다. 반면에 중심의 항성과 너무 떨어져 있으면 충분한 에너지를 받지 못하여 물이 모두 다 얼음이 되어버리기 때문에 이 역시 문제이다. 일반적으로 행성 표면에 액체상태의 물이 존재할 만큼 알맞은 거리를 “생명체의 거주가능 영역 또는 생물권”이라고 부르는데, 항성의 밝기와 온도의 변화에 따라 그 거리가 변한다. 이와 동시에 대기의 존재 및 특성도 지구의 생명체가 존재하기 위한 매우 중요하고도 필수적인 요건이 된다. 대기는 생명체의 호흡 외에도 우주로부터 날아오는 운석이나 혜성, 복사선 등의 유해한 요소로부터 행성과 생명체를 보호해 주는 역할을 한다. 또한, 적절한 온도를 유지함으로써 물이 증발해 달아나지 못하도록 하는 효과도 있다. 또한, 대기가 존재한다고 하더라도 농도 및 조성 또한 생명체의 존재 조건을 규정하는 변수가 된다.
외계생명체 존재 여부와는 상관없이 최소한 이런 조건들을 만족할 수 있는 외계행성의 발견이 필요하며, 만약에 발견되었을 경우에는 적극적으로 테라포밍하는 작업에 돌입해야 할 것이다. 더 나아가서 지구의 환경과 아주 흡사한 조건을 갖춘 외계행성을 찾고자 한다면, 다음과 같은 것들이 추가적으로 조사되어져야 한다.
외계행성의 지각활동에 따르는 화산활동의 빈도와 행성의 질량, 위성과의 기조력 등도 생태계의 조성에 커다란 영향을 미치는 요소이다. 즉 화산활동의 빈도가 높을수록, 행성의 질량이 클수록, 그리고 위성이나 다른 천체들과의 기조력이 적당할수록 지구와 유사한 조건의 행성일 가능성이 크다. 지각활동에 의해 간간히 화산이 폭발하는 행성이라면, 행성 내부의 열에너지를 대기권 내로 방출시킬 뿐 만 아니라 휘발성 화합물을 대량으로 배출하기도 한다. 이는 아미노산을 구성하는 4개의 원소, 즉 탄소·수소·산소·질소를 결합시키는 데 매우 유리한 조건을 조성하는 것이다. 아미노산은 생명체의 기본 성분인 단백질을 구성한다.
또한 행성의 질량은 적어도 지구보다 클수록 유리하다. 너무 과도하게 크면 문제가 되겠지만, 2-5배 정도의 크기는 불리함보다는 유리한 측면이 많을 것이다. 행성의 질량이 적당히 크다면, 자체중력이 크기 때문에 대기를 안정적으로 잡아둘 수가 있다. 또한, 질량이 큰 행성은 직경이 크기 때문에 부피에 대한 표면적의 비율이 낮아져 지니고 있던 에너지를 쉽게 잃어버리지 않는다. 게다가 행성의 내부의 에너지는 화산폭발 등의 지각운동을 활발하게 진행시켜 생물권의 유지 및 형성에 적합한 상태를 만들어 준다. 이와 함께 밀도가 지구형 행성과 비슷하고, 행성의 질량이 지구보다 크면 커다란 금속질의 중심핵을 가질 확률이 높고, 이로 인해 자기장을 형성하게 되어, ‘항성풍’으로부터 표면의 생명체를 보호하는 보호막을 형성해줄 것이다.
더불어 외계행성에 적절한 크기의 위성이 존재하게 되면, 기조력의 발생으로 해양생물권을 유지시키는 데 있어서 매우 효율적일 것이다. 또한, 기조력은 행성의 지각활동을 활발하게 해주는 것은 물론이거니와 행성의 ‘적도의 경사각’을 안정시켜주기 때문에 외계행성의 기후를 안정적으로 유지시켜주는 효과도 있게 된다. 오늘날 우리는 이러한 조건들을 두루 갖춘 외계행성을 “슈퍼 지구(Super Earth)”라고 부른다. 슈퍼지구에 관심을 갖는 이유는 크게 두 가지 측면을 고려한 이유에서이다. 그 한 가지는 우선 발견하기가 상대적으로 쉽다는 것이다. 현재의 관측 기술로 지구 정도의 질량을 가진 외계행성을 찾기란 너무나 힘든 일이기 때문이다. 두 번째 이유로는 앞에서 거론한 바와 같이 인간이 외계행성을 방문하게 되는 시점에서 테라포밍하기가 상대적으로 수월하다는 측면이 작용하기 때문이다.
* 슈퍼지구(Super Earth)를 찾아라
백과사전적 정의의 슈퍼지구는 “지구처럼 맨틀과 지각 등이 암석으로 이루어져 있지만, 그 질량이 매우 커서 지구의 2배~10배 정도에 이르는 외계의 천체”를 말한다. 초기에 발견된 슈퍼지구들은 대부분 항성으로부터 매우 가까운 곳에서 공전하고 있고, 이들의 조성물이 암석인지 가스 덩어리인지 확실하게 검증되지 않았다. 지금까지 발견된 슈퍼지구들의 공전궤도를 보면, 항성으로부터 엄청난 복사에너지를 공급받고 있다. 이러한 이유 때문에 이들 천체가 태양계의 목성형 행성들처럼 궤도상의 가스나 먼지 등을 끌어들여 생겨난 것이 아닐 것으로 추측하고 있다.
지금까지 슈퍼지구는 ‘에우헤니오 리베라’ 연구팀이 발견한 “글리제 876d” 이후 여러 개가 발견되었다. 태양계에서는 슈퍼지구의 모델이 될만한 천체가 없다. 가장 큰 암석질의 행성은 지구이다. 2009년 말에 발견된 슈퍼지구가 있다.
미국 하버드대 “스미스소니언 천체 물리학센터”가 과학 학술지 네이처 최신호에서 공개한 연구 자료에 의하면, “GJ 1214b”로 이름 붙여진 이른바 ‘슈퍼 지구(그림 참조)’가 관측된 것이다. 지구보다 반지름이 2.7배 크고 표면의 절반 이상이 물로 덮여 있는 것으로 확인되었다. 이 행성이 발견된 곳은 지구에서 불과 40광년 떨어진 곳인데, 지금까지 발견된 태양계 밖 행성 중에서 지구와 가장 닮은꼴의 외계행성이다. 이 행성의 표면 온도가 물의

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