우주에 우리만 있을까요? 이 질문은 인류 역사 내내 고민되어 왔습니다. 지난 세기에 이르러서야 우리는 이 질문에 체계적으로 답하기 시작했습니다. 더 강력한 망원경으로 태양계 행성을 조준하고 탐사선을 보내 가까이서 조사했지만 생명체의 흔적을 발견하지 못했습니다. 대규모 생명체, 심지어 고도의 문명이 존재할 가능성은 우리 별 주변을 벗어난 행성으로 밀려났습니다. 외계 행성은 우주의 동족을 찾기 위한 최선의 희망이 되었습니다.
프랭크 드레이크의 방정식
1961년 외계지성탐사(SETI)에 관한 첫 번째 과학 회의에서 천체물리학자 프랭크 드레이크는 우리 은하계에서 활발하고 통신이 가능한 외계 문명의 수를 추정하는 이론적 방정식을 개발했습니다. 드레이크 방정식은 여러 변수를 통합하여 우리 은하계에서 우리와 통신할 수 있는 문명의 수를 추정합니다. 이러한 변수는 다음과 같습니다.
- 평균 별 형성 속도
- 행성을 가진 별의 비율
- 행성이 있는 별당 생명체를 지원할 수 있는 평균 행성 수
- 생명체가 존재하는 생명 유지 행성의 비율
- 생명체가 있는 행성 중 생명체가 지능을 발달시키는 행성의 비율
- 전자기 통신을 개발하는 지적 문명의 비율
- 그러한 문명이 통신할 수 있는 기간
드레이크가 처음 이 방정식을 제안했을 때는 정확하고 정밀한 수치를 산출하려는 것이 아니라 결과가 0보다 크다는 것, 즉 지구 밖에서 생명체를 찾을 가치가 있다는 것을 의미했습니다. 당시에는 첫 번째 요소를 제외한 모든 요소가 알려지지 않았습니다. 하지만 외계 행성 발견의 출현으로 상황이 바뀌었습니다.
수많은 외계 행성의 발견
1992년에 처음으로 외계 행성이 발견되었습니다. 그 이후로 NASA의 케플러 및 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 우주선과 같은 임무는 5,500개 이상의 외계 행성을 확인했습니다. 별 주변에 행성이 흔하다는 발견은 예상치 못한 일이었습니다. 이전 추정치에서는 대부분의 항성계에는 더 많은 수의 위성을 가진 수많은 행성은 물론이고 주변에 행성이 전혀 없는 것으로 여겨졌기 때문입니다. 외계행성 연구는 또한 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 별 주변 지역인 거주 가능 영역에 대한 이해를 넓혀주었습니다.
이러한 발견은 드레이크 방정식에 직접적인 영향을 미쳐 방정식의 두 번째와 세 번째 변수인 행성을 가진 별의 비율과 생명체를 지원할 수 있는 조건(액체 표면수 등)을 가진 행성의 비율에 대한 훨씬 더 정교한 추정치를 제공했습니다.
물론 드레이크 방정식의 마지막 네 가지 요소는 아직 완전히 추측에 불과합니다. 하지만 새로운 도구를 통해 처음 한 개를 발견한 후 수천 개의 외계 행성을 발견할 수 있었던 것처럼, 기술의 발전으로 언젠가는 한 개를 발견한 후 수천 개의 거주 행성을 발견할 수 있을 것이며, 우주에 지적 생명체가 존재할 것이라는 우리의 기대는 더욱 구체화될 것입니다.
드레이크 방정식의 개정 제안
2013년, 외계 행성 연구자인 사라 시거는 생명체가 생성하는 대기 가스 등의 생체 신호 탐지를 통해 외계 생명체를 더 광범위하게 발견할 가능성에 초점을 맞춘 드레이크 방정식의 개정을 제안했습니다. 시거 방정식은 거주 가능 영역에 암석 행성을 가진 별의 비율을 포함한 요소를 고려하며, 외계 행성 연구가 발전함에 따라 정의하기가 점점 더 쉬워지고 있는 또 다른 변수입니다. 또한 먼 행성의 대기 구성을 분석할 수 있는 제임스 웹 우주망원경과 같은 강력한 도구를 통해 외계 행성과 그 대기를 연구하는 능력이 계속 향상됨에 따라 생명체 신호를 감지하고 시거 방정식의 매개변수를 세분화하는 능력도 향상될 것입니다.
드레이크 방정식과 시거 방정식은 모두 과학적 사고와 토론을 자극하고 지구 밖 생명체의 흔적을 찾기 위한 우리의 탐구를 더욱 발전시키기 위한 것입니다. 아직 풀기에는 멀었지만, 외계 행성이 실제로 얼마나 널리 퍼져 있는지 알게 되면서 두 방정식 모두 훨씬 더 낙관적으로 변했습니다.
먼 세계의 신비가 계속 밝혀질수록 우주의 생명체 가능성에 대한 우리의 이해도 발전할 것입니다. 언젠가는 인류 역사상 가장 중요한 발견 중 하나인 '우리는 혼자가 아니다'라는 사실을 알게 될지도 모릅니다.