——–과학자들이 지구 생명체의 숨겨진 ‘골디락스’ 비밀을 발견했습니다

ETH 취리히 생명의 기원 및 보급 센터의 박사후 연구원인 Craig Walton과 ETH 취리히 교수 Maria Schönbächler가 주도한 새로운 연구에 따르면 행성의 핵이 형성될 때 이러한 요소가 이미 적절한 양으로 이용 가능해야 한다는 것을 보여줍니다. 이번 연구의 주요 저자인 Walton은 “행성의 핵이 형성되는 동안 인과 질소가 행성 표면에 남을 수 있도록 정확히 적절한 양의 산소가 존재해야 합니다.”라고 설명합니다. 지구상에서는 약 46억년 전에 그런 일이 일어난 것으로 보이며, 이는 우리 행성에 유난히 운이 좋은 화학적 출발점을 제공합니다. 그 결과는 과학자들이 지구 너머의 생명체를 찾는 방법에 영향을 미칠 수 있습니다.

행성 핵심 형성이 거주 가능성에 미치는 영향

행성은 녹은 암석 덩어리로 시작됩니다. 형성되면서 재료는 무게에 따라 분리됩니다. 철과 같은 중금속은 안쪽으로 가라앉아 핵을 생성하는 반면, 가벼운 물질은 위에 남아 결국 맨틀이 되고 나중에는 지각이 됩니다.

이 단계에서는 산소 수준이 중요합니다. 핵이 형성될 때 산소가 너무 적으면 인이 철과 같은 중금속과 결합하여 핵으로 끌어당겨집니다. 그런 일이 발생하면 생명이 발달할 수 있는 행성 지역에서는 더 이상 사용할 수 없습니다. 산소가 너무 많으면 인은 맨틀에 남지만 질소는 대기로 빠져나가 손실될 가능성이 높아집니다.

화학적 골디락스 지대

광범위한 모델링을 사용하여 Walton과 그의 공동 저자는 인과 질소가 모두 적당한 산소 조건의 매우 좁은 범위 내에서만 충분히 많은 양으로 맨틀에 남아 있음을 발견했습니다. 그들은 이것을 화학적 골디락스 구역으로 묘사합니다.

“우리의 모델은 지구가 정확히 이 범위 내에 있다는 것을 분명히 보여줍니다. 만약 핵이 형성되는 동안 산소가 조금 더 많거나 조금 더 적었다면 생명의 발달을 위한 인이나 질소가 충분하지 않았을 것입니다.”라고 Walton은 말합니다.

연구팀은 또한 화성을 포함한 다른 행성들이 이 골디락스 지대 외부의 산소 조건에서 형성되었다는 사실도 발견했습니다. 화성에서는 지구보다 맨틀에 인이 더 많지만 질소가 적어 우리가 알고 있는 생명체에게 어려운 환경을 조성한다는 의미입니다.

지구 너머의 생명체를 찾는 새로운 방법

이러한 발견은 과학자들이 거주 가능성에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있습니다. 지금까지 초점은 행성에 물이 있는지 여부에 맞춰져 있었습니다. Walton과 Schönbächler는 이것이 충분하지 않다고 주장합니다.

행성에는 물이 있을 수 있지만 처음부터 화학적으로 생명체가 살기에는 부적합할 수 있습니다. 만약 핵이 형성되는 동안 산소 수준이 잘못되었다면, 행성은 생명체가 사용할 수 있는 곳에 충분한 인과 질소를 보관하지 못했을 것입니다.

태양과 같은 별이 가장 중요한 이유

천문학자들은 대형 망원경으로 다른 태양계를 연구함으로써 이러한 화학적 상태를 추정할 수 있습니다. 행성 형성 중에 이용 가능한 산소는 모항성의 화학적 구성에 따라 달라집니다. 행성은 대부분 별과 동일한 물질로 형성되기 때문에 별의 구성은 전체 행성계의 화학적 성질을 형성하는 데 도움이 됩니다.

이는 화학적 성질이 우리와 매우 다른 태양계가 생명체를 찾는 데 적합하지 않을 수 있음을 의미합니다. “이것은 다른 행성에서 생명체를 찾는 것을 훨씬 더 구체적으로 만듭니다. 우리는 우리 태양과 유사한 별이 있는 태양계를 찾아야 합니다”라고 Walton은 말합니다.