외계행성에서 생명체 거주 가능한곳 찾기 : 금성의 비밀 밝히기

금성에서 관측된 기후변화와 그 연구의 중요성에 따라 생명체 거주 가능 분석

금성은 오랫동안 지구와 유사한 행성으로 생명체가 존재할 수 있을 것으로 예상되었습니다. 그러나 1962년에 마리너 2 탐사선이 금성 대기가 매우 뜨거울 수 있다는 사실을 발견하여 금성은 불지옥이라는 것이 밝혀졌습니다. 금성은 지구와는 완전히 다른 환경을 가지고 있으며 평균 온도가 467℃로 매우 높습니다. 이에 따라 과학자들은 금성 탐사를 통해 외계행성이 지구와 유사한 생명체가 존재할 수 있는 행성인지를 구분할 수 있는 단서를 찾고자 합니다.
 

태양계의 행성 중 금성과 지구는 크기와 질량이 비슷하고 태양으로부터 떨어진 거리도 비슷해 '쌍둥이 행성'으로 불린다.(*출처:싸이언스 타임즈-NASA)

 

 
과학자들은 금성 탐사를 통해 금성의 기후 변화를 연구하고 있습니다. 특히 금성 대기의 기후변화에 대한 연구에 관심이 많습니다. 최근 금성 대기의 주요 성분인 이산화황의 양이 급격하게 변화하고 있으며, 이 변화는 화산 폭발과 관련이 있을 수 있다고 추정됩니다. 또한, 금성에는 정체가 알려지지 않은 '미확인 흡수체'라는 물질이 존재하는 데 이 물질이 금성의 기후 변화와 연관되어 태양 에너지의 흡수에 영향을 줄 수 있다고 합니다.
 
금성의 강풍도 미확인 흡수체와 관련이 있다는 분석도 있으며 이러한 변화를 이해하기 위해 국제적으로 금성 탐사에 대한 관심이 커지고 있습니다. 유럽우주국(ESA)과 NASA는 각각 '엔비전(EnVision)', '다빈치(DAVINCI+)', '베리타스(Veritas)'라는 탐사선을 금성에 보낼 계획을 확정했으며 러시아도 금성 탐사를 다시 시작할 예정입니다.
 
한편, 대한민국도 저예산으로 금성 탐사에 참여하기 위해 IBS(기초과학연구원) 행성대기 그룹이 '금성 장기 프로젝트(GLOVE)'를 추진하고 있습니다. 이 프로젝트는 초소형 큐브위성을 이용하여 금성 전체를 장기간 관측하는 것을 목표로 하고 있습니다.
 
이러한 금성 탐사는 우주 과학과 행성 지구화에 대한 이해를 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 금성은 지구와 유사한 크기와 구성을 가지고 있으며 그 과거와 현재의 기후 변화를 탐구함으로써 우리가 살고 있는 행성인 지구의 미래에 대한 통찰을 얻을 수 있습니다.
 
금성 탐사는 다양한 기기와 센서를 사용하여 대기, 지각, 그리고 지구와의 상호작용을 조사합니다. 이러한 탐사는 다음과 같은 목표를 가지고 진행됩니다.
 
 

금성의 급속한 기후 변화의 원인 풀기 - 대기의 신비 탐구

 

금성 지표 상공 70km 고도에 분포하는 이산화황의 양이 급증하고 급락하기를 반복하고 있다. 그 원인은 아직 밝혀지지 않았다.(*출처:싸이언스 타임즈 - NASA)

 

 
이연주CI는 금성 탐사에 대한 강의에서 과학자들이 지구의 기후 변화를 이해하는 데 직면한 도전에 대해 조명했습니다. 핵심 퍼즐 중 하나는 70km 고도에서 금성 구름의 주요 구성 요소인 이산화황의 변동하는 수준입니다. 화산 폭발이 요인으로 제시되었지만 최근 금성에서 발견된 활화산은 특정 고도에서의 대기 변화를 완전히 설명하지 못합니다.
 
지난 4월 미국 연구원들이 보고한 금성 활화산의 발견은 금성의 지질을 이해하는 데 돌파구를 제공했습니다. 그러나 확인된 화산 활동은 70km 고도에서 관찰된 상당한 대기 변화를 설명할 만큼 충분히 강력하지 않습니다. 이것은 화산 폭발만이 대기 변동의 유일한 원인이 아닐 수 있음을 나타내며 과학자들은 금성의 기후 역학을 이해하기 위해 더 많은 질문을 탐구해야 합니다.
 
전반적으로 금성의 기후 변화와 복잡한 상호 작용을 연구하려면 추가 연구와 탐사가 필요합니다. 금성 대기의 신비를 푸는 것은 이웃 행성에 대한 이해를 심화시킬 뿐만 아니라 지구와 다른 천체의 기후 과정에 대한 통찰력을 얻는 데에도 중요합니다.
 
 

금성의 수수께끼 같은 '미확인 흡수체' 공개 - 기후 변화와 대기 역학의 핵심 역할

 

금성을 자외선 카메라로 촬영하면 행성 절반이 어둡게 찍힌다. 아직 정체가 밝혀지지 않았지만 자외선을 흡수하는 '미확인 흡수체'가 있을 것으로 추정하는 강력한 이유다.(*출처:싸이언스 타임즈-NASA)

 

 
금성에서 자외선을 소비하는 애매한 물질을 식별하기 위한 탐구는 연구자들의 중심 초점이었습니다. 금성을 자외선으로 촬영하면 행성의 거의 절반이 어둡게 나타나 자외선을 흡수하는 미지의 구성 요소가 있음을 시사합니다. 주요 대기 성분인 이산화황은 이러한 성질을 가지고 있지 않지만, 금성 표면에는 미확인 흡수체가 존재하여 과학적 호기심과 탐구를 자극합니다.
 
'미확인 흡수체'의 확인은 금성의 기후 변화를 이해하는 데 매우 중요합니다. 이연주 CI의 연구는 이 불가사의한 물질이 금성의 상부 구름 대기가 흡수하는 전체 태양 에너지의 절반을 흡수한다는 것을 밝혀냈습니다. 최근 관측에서는 이산화황 가스의 거동을 반영하는 미확인 흡수체의 양의 급격한 변동을 보여주었습니다. 이 흡수체의 양이 변하면 태양 에너지 흡수율도 변하여 금성의 기후 역학에 직접적인 영향을 미칩니다.
 
더욱이 조사 결과 미확인 흡수체와 지구상에서 가장 강력한 슈퍼 태풍을 능가하는 금성의 강력한 바람 사이의 잠재적 연결 고리가 제시되었습니다. 금성의 한가로운 자전 주기는 243일이지만, 금성의 대기는 100m/s의 속도로 부는 바람과 함께 불과 4~5일 만에 완전한 자전을 완료합니다. 지속적인 증거는 금성의 밝기 변동이 이러한 초회전 바람의 속도 변화와 관련이 있음을 나타내며, 미확인 흡수체가 대기 순환을 추진하는 역할을 한다는 가설을 뒷받침합니다.
 
미확인 흡수체의 성질과 구성을 밝히는 것은 과학자들에게 중요한 목표로 남아 있습니다. 금성의 특성을 해독함으로써 과학자들은 금성의 대기 과정, 기후 변화 메커니즘, 행성 대기와 그 상호작용에 대한 우리의 이해에 대한 광범위한 의미에 대한 더 깊은 통찰력을 얻기를 희망합니다. 지속적인 연구와 탐사는 금성의 '미확인 흡수체'의 미스터리와 행성의 기후 및 대기 역학에 미치는 중대한 영향을 해결하는 데 필수적입니다.
 
 

금성 탐사의 의의 - 수수께끼 풀기, 심우주 시사점, 효율적인 예산 접근방식 

 
금성에서 흥미로운 현상이 출현하면서 금성 탐사에 대한 세계적인 관심이 높아졌습니다. 유럽 우주국(ESA)은 'EnVision' 임무 계획을 확정했으며 NASA의 'DAVINCI+'와 'Veritas' 탐사선은 금성 여행을 시작할 예정입니다. 러시아도 1980년대 이후 중단됐던 금성 탐사 프로젝트의 부활을 선언했다.
 
금성 탐사에 대한 새로운 관심은 심우주 탐사의 발전과 밀접한 관련이 있습니다. 항공 우주 기술이 발전함에 따라 인류는 화성 너머의 천체를 관찰할 수 있는 능력을 얻었습니다. 이로 인해 5,000개 이상의 외계 행성이 발견되었으며, 그중 일부는 지구와 비슷한 크기의 암석 행성으로 외계 생명체의 가능성을 높였습니다. 그러나 이러한 외계 행성이 금성과 같은 지옥과 유사한지 또는 크기와 질량만을 기준으로 지구와 같은 거주 가능한 영역을 결정하는 것은 여전히 어려운 일입니다. 금성에 대한 연구는 이미 발견된 외계 행성 또는 제임스 웹 우주 망원경과 같은 최첨단 망원경을 사용하여 탐지될 외계 행성에 대한 "비너스"와 "지구" 시나리오를 구별할 수 있는 중요한 통찰력을 제공합니다.
 
한국도 비용 효율적인 접근 방식으로 금성을 탐사하는 것을 목표로 합니다. CI 이연주가 이끄는 IBS 행성대기연구단은 작은 입방체 위성을 지구 저궤도에 배치해 장기간에 걸쳐 금성을 종합적으로 관측하는 '비너스 장기 프로젝트(CLOVE)'를 추진하고 있다. 2026년 첫 큐브 위성을 발사한 뒤 3년마다 추가 위성을 보내 금성을 지속적으로 관측할 계획이다. 2022년 6월 착공 이후 국내 관련 기업들과 협업해 위성 설계를 마무리하고 있다. 다른 고 예산 미션과 달리 큐브위성을 활용하기 위해서는 약 30억 원의 예산이 필요할 것으로 예상됩니다.
 
이연주 CI는 더 큰 프로브와 함께 큐브 위성의 보완적인 역할을 강조합니다. 더 큰 임무는 고해상도로 금성의 특정 지역을 관찰하는 데 초점을 맞추는 반면, 큐브 위성은 지구 전체의 역학을 모니터링하고 임무 사이의 격차를 해소하면서 전체 행성에 대한 포괄적인 시야를 제공할 것입니다. 현재 한국 기업들과 위성 설계에 대한 논의가 진행 중이며, 금성 탐사에 대한 한국의 헌신을 보여주고 있습니다.
 
금성 탐사에 주목해야 하는 다각적인 이유는 그 신비를 풀고 행성계에 대한 지식을 발전시키며 외계 행성을 이해하기 위한 기반을 구축하는 것을 포함합니다. CLOVE와 같은 국제 협력 및 비용 효율적인 이니셔티브가 추진력을 얻음에 따라 미래에는 금성의 비밀을 밝히고 우주에 대한 이해를 넓힐 수 있는 유망한 기회가 있습니다.
 
 

마치며

 
금성의 기후변화 연구는 외계행성에서 생명체의 존재 여부를 파악하는데 중요한 단서를 제공합니다. 최근에는 금성 탐사 기술의 발전으로 외계행성에 대한 연구가 확장되어 있습니다. 따라서 우리는 지구와 비슷한 조건의 외계행성을 찾는데 한 걸음 더 나아갈 수 있습니다. 이글 바탕으로 인간이 궁극적으로 외계 생물의 존재 여부를 밝혀내는 데 큰 도움이 될 것입니다. 과연 지구외에도 생명체가 존재하는 별이 있을까? 그냥 우리들의 상상력으로 만들어낸 존재일까? 앞으로의 별들의 탐사와 연구 여정을 지켜보도록 하겠습니다.
 
 
 
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