태양계 밖 가장 가까운 별 ‘프록시마’

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올해 초부터 인류의 외계생명체 탐사가 본격적으로 추진됩니다. 그 첫 번째 대상은 태양에서 가장 가까운 별인 프록시마와 그 형제별 주변입니다.프록시마는 과연 어느 별이며, 거기서의 생명체 탐사는 어떻게 이루어지는 것일까요?

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태양계에서 가장 가까운 별, 2015년에 우주의 생명체를 찾기 위한 국제 민간기구가 만들어졌습니다. 영국의 천재 물리학자 스티븐 호킹 박사와 미국의 벤처 사업가 유리 밀데크 씨,패북의 창업자 마크 저커버그가 만든 브레이크스루 이니셔티브(Breakthrough Initiatives)입니다.2017년 1월, 본 조직은 본격적인 생명체 탐사를 위해 칠레 남부 아타카마 사막에 위치한 유럽남천문대(ESO) 거대 VLT의 도움을 받기로 했다고 발표했습니다.VLT망원경은 지름 8.2m 대형 망원경 4대와 지름 1.8m 보조 망원경 4대로 구성된 초거대 망원경 시스템입니다. 브레이크스루 이니셔티브가 목표로 하는 대상은 켄타우루스자리 알파성 주변입니다.

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켄타우루스자리 알파성은 태양계에서 가장 가까운 항성계였다. 태양보다 조금 큰 별(켄타우루스 알파 A)과 조금 작은 별(켄타우루스 알파 B)로 이루어진 이중성, 그리고 이 이중성으로부터 약 0.24광년 떨어진 곳에 위치한 작고 희미한 세 번째 별 프록시마(켄타우루스 알파 C라고도 함)를 합쳐 켄타우루스자리 알파성이라고 합니다.프록시마는 가장 가까운 별이라는 뜻이다. 지구에서 프록시마까지의 거리는 약 4.24광년. 프록시마가 실제로 2 개의 별과 중력에 묶여 있는지 여부는 확실하지 않습니다.

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프록시마b 브레이크스루 이니셔티브는 2016년 4월 전 세계를 깜짝 놀라게 하는 발표를 했다. 한 세대가 지나기 전에 켄타우루스자리 알파별에 우주선을 보낸다는 것이었습니다. 이 방의 이름은 ‘브레이크스루 스타샷(Breakthrough Starshot)’입니다. 우표 크기의 초소형 우주선인 스타칩(starChip)을 광속의 20%정도의 속도로 날리는 방법입니다.이 방안이 발표된 지 얼마 되지 않은 2016년 여름 유럽남천문대는 VLT망원경을 이용하여 프록시마별 주변에서 지구와 유사한 환경의 행성을 발견했다고 발표하였습니다. 프록시마 b라고 이름 붙여진 이 행성은 액체 상태의 물과 암석으로 된 표면이 있어 지구보다 조금 큰 행성입니다.

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프록시마b의 발견에 가장 흥분한 조직이 브레이크 스루 이니셔티브였습니다. 스타샷 방안을 보다 적극적으로 추진할 동기를 부여했기 때문이다. 가장 가까운 별 주위에 생명체가 살 수 있는 행성이 있다는 우주의 생명체를 찾을 수 있는 현실성이 그만큼 높아졌다는 뜻이다.브레이크스루 이니셔티브는 켄타우루스자리 알파성 주변에 또 다른 행성이 존재하는 현실성이 충분하다고 판단하여 결국 남천 천문대와의 공동 탐사를 결정하였습니다.하지만 작고 희미한 프록시마와 달리 태양 정도 크기의 켄타우루스자리 알파별 A와 B는 매우 밝은 것이 문제였습니다. 행성이 존재해도 밝은 별빛에 가려 보이지 않기 때문이다.유럽남천문대와 브레이크스루 이니셔티브는 먼저 VLT망원경의 성능을 향상시키기로 했습니다. 즉 VLT를 밝은 별빛을 가려 은은한 행성을 찾을 수 있는 망원경으로 만들겠다는 것이다.

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유럽남천문대가 성능을 개선하기로 결정한 장비는 10~20㎛의 중적외선을 분석하는 VISIR라는 장비입니다. 일단 가운데 별빛을 가리는 코에 자기 그래프를 부착해 지구 대기로 인한 빛 왜곡을 교정하는 적응 광학계도 설치하는 방안입니다. 올해 방안대로 성능이 개선돼 지상 VLT는 프록시마를 포함한 켄타우루스자리 알파성 주변을 정밀 탐사하며 행성을 찾게 됩니다.브레이크스루 이니셔티브로 우주선의 발사를 의도하는 것은 2036년. 행성을 탐사할 충분한 시간이 있어요. 문제는 우주선을 만들 예산과 기술을 확보하는 일입니다. 총 10조원에 가까운 예산이 필요하다는 의도입니다만, 프록시마b의 발견으로 예산 확보는 충분히 가능할 것입니다.

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브레이크스루 이니셔티브와 프로젝트 블루, 현재 브레이크스루 이니셔티브가 추진하는 사업은 크게 3가지 있습니다. 첫 번째는 브레이크 스루 리슨, 우주의 지적 생명체로부터의 신호를 찾는 프로그램입니다.두 번째는 브레이크스루 메시지(message), 100만달러의 상금을 걸고 외국계에 보낼 디지털 메시지를 공모하는 프로그램이지만 아직 구체적인 일정은 발표되지 않았습니다.세 번째는 브레이크 스루스터 샷(Starshot), 거대한 레이저 가속기를 이용해 우표 크기의 초소형 우주선을 프록시마에 보내는 프로그램입니다.

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2016년 10월에는 우주망원경을 이용하여 켄타우루스 알파성 주변의 행성을 찾는 또 하나의 민간 프로그램인 ‘프로젝트 블루(Project Blue)’가 발표되었습니다. 2019년에 지름 약 50cm의 소형 망원경을 장착한 위성을 발사해 대기권 밖에서 본격적으로 행성 탐사 활동을 벌인다는 것.

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우리 은하에는 수천억 개의 별이 있습니다. 그래서 그 별들 주변에는 수백억 개의 지구와 행성이 있을 것으로 추정되고 있습니다. 이번 세대에 인류가 탐사할 수 있는 가장 현실성 높은 별이 즉석 켄타우루스자리 알파별, 그중 프록시마다.만약 지구와 유사한 행성이 있고 그 행성에 생명체가 존재한다면 앞으로 40~50년 이내에 진위가 밝혀질지도 모릅니다. 물론 생명체가 존재한다고 해도 인류가 직접 그 생명체를 만날 수 있는 방법은 아직 없습니다. 적어도 몇 세기 이상 시간이 필요할 것이다.

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이 넓은 우주에 우리만 있는 걸까요? 다른 별에도 우리와 같은 생명체가 살고 있을까요?다른 생명체가 존재한다면 우리는 전혀 다른 우주관을 갖게 될 것입니다. 지금 인류는 그 비밀의 문을 열 준비를 하고 있습니다. 이 글을 읽는 모든 분이 브레이크 스루스터 샷의 결과가 확인되는 날까지 이 지면에 함께 있어 주세요.대한민국 과학창의재단 사이언스 타이즈 이태현 대한민국 우주환경과학연구소장 저작권자 ⇒ Science Times