에일리언 어스

리사 칼테네거 지음 | 김주희 옮김

쌤앤파커스 2025년 02월 20일 출간 국내도서 : 2025년 02월 20일 출간

작품소개

책소개

먼 우주에서 ‘또 다른 지구’와 미지의 생명체를 찾는 외계 탐사의 최전선을 담은 최고의 행성 과학서!
수천 년간 인류는 하늘을 올려다보며 우주에 우리만 홀로 있는지 궁금해했지만, 과거에는 그 답을 찾는 수단이 제한적이었다. 하지만 지금은 그렇지 않다. 오늘날 과학 기술의 발전은 과거 인류의 시야와 손길이 닿지 않은 깊은 우주의 모습을 우리에게 선명히 보여주고 있다. 마그마 바다로 뒤덮인 행성, 항성의 죽음과 폭발에도 살아남은 행성, 밤하늘에 4개의 항성이 빛나는 행성… 기상천외한 행성의 발견이 이어지고 우리 우주 뒷마당에 외계 행성 5,000여 개가 존재한다는 사실이 밝혀진 지금, 우리는 먼 우주에서 잠재적 지구를 최초로 발견하며 외계 생명체와의 조우를 눈앞에 두고 있다.
이 책의 저자이자 코넬대학교 천문학과 교수인 리사 칼테네거는 행성 모형 제작과 빛 지문 연구의 선구자로, 우주의 빛을 해독해 외계 행성의 환경과 생명체 흔적을 추적하는 세계적인 천문학자다. 행성에서 방출되는 빛에는 그 빛이 행성의 환경, 생명체와 상호작용한 흔적이 남아 있다. 운 좋게도 우리에게는 생명체가 번성하는 행성의 훌륭한 표본, 지구가 있다. 지구와 다른 행성의 빛 지문을 비교하면, 우리는 외계에서 생명체의 단서를 발견할 수 있다. 칼테네거는 지구와 행성들의 빛 지문을 데이터화해 외계 생명체의 존재를 ‘확인 가능한 대상’으로 만드는 데 성공했다. 우리는 지금 외계 생명체 발견의 문턱에 서 있다!

목차

이 책에 쏟아진 찬사

프롤로그 우리가 모르는 이웃은 지구의 빛을 보고 있을까

1장 창백한 푸른 점에서 보내는 메시지
2장 작고 경이로운 우주의 고향
3장 생명의 천체가 지나온 시간
4장 우주에서 생명체를 찾는 방법
5장 천문학자의 예상을 완전히 빗나간 행성들
6장 우주는 머나먼 상상이 아니다
7장 우주 지식의 최전선에서

에필로그 우주선지구호

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책 속으로

행성에 넓게 펼쳐진 생물권은 지구에서 그랬듯이 그 행성을 변화시킬 가능성이 높다. 이를테면 약 20억 년 전 지구의 초기 생명체는 다량의 산소를 노폐물로 배출해 대기를 변화시켰다. 이러한 현상을 근거로 삼으면 우리는 우주에 생명체가 존재하는지 확인할 수 있으며, 이 방식은 생명체가 우리와의 소통을 원하든 원하지 않든 상관없이 적용 가능하다.
- 40~41pp 1장 창백한 푸른 점에서 보내는 메시지

약 45억 년 전, 우주에서는 흔한 일이지만 우리에게는 매우 특별한 사건이 발생했다. 항성과 행성 8개가 생성된 것이다. 이후 수십억 년이 흐르고, 이 항성을 기준으로 세 번째 궤도를 도는 행성의 생명체들은 그 항성에 태양이라는 이름을 붙였다. 45억은 엄청나게 큰 숫자다. 45억 초는 142년보다 조금 더 긴 시간으로 인간 수명보다 훨씬 더 길다. 45억 년 전 우주는 지금과 다른 모습이었다. 우리 은하에서는 주로 수소 원자와 소량의 기체, 얼음, 광물 알갱이로 이뤄진 거대한 구름이 나선팔에서 천천히 회전했다. 온도는 절대영도에 가까운 섭씨 영하 270도로 몹시 추웠다. 구름은 느리게 움직였다. 그런데 근처에서 폭발하는 항성의 충격파가 극적인 변화를 일으켰다. 차가운 구름을 붕괴시킨 것이다. 그러자 과거 우주에서 수없이 일어난 현상처럼, 구름을 이루던 물질들이 중력의 영향을 받아 서로 끌어당겨 뜨겁고 밀도 높은 중심 물질을 생성했다. 이 중심 물질이 어린 항성이다.- 60~61pp 2장 작고 경이로운 우주의 고향


이것은 시간 여행에 가까운 경험이다. 내 컴퓨터 화면에는 어린 지구가 모습을 드러낸다. 화산이 폭발해 독성 기체 구름이 대기를 덮고, 최초로 생성된 산소 분자들이 공기 중에 떠다니고, 얇은 오존층이 처음 생성되어 지표면을 보호하며, 최초의 생명체가 육지로 진출해 지구에 색을 더한다. 태양 빛은 지구를 비추며 아름답고 끊임없이 변화하는 세계를 밝힌다. 지구에 도달한 태양 빛은 대기를 통과해 다시 우주로 방출된다. 이러한 빛에는 우주로 여행을 떠나는 순간의 지구 모습이 담겨 있다. 행성을 떠나온 빛에는 그 행성의 생명체, 환경과 상호작용한 흔적이 남아 있다. 그런 측면에서 빛은 지구와 유사한 다른 행성을 찾는 데 도움이 되는 참고 자료를 제공한다.- 150~151pp 3장 생명의 천체가 지나온 시간

천문학자 혼자서는 우주에서 생명체를 찾을 수 없다. 천문학자는 다른 학과 동료로부터 귀중한 자원을 얻고 있으며, 동료들은 이따금 천문학자가 정확하게 무엇을 원하는지 알아내기 위해 노력하는 한편 몹시 당황한다. 하지만 과학자와 천문학을 사랑하는 사람들로 구성된 연결망 덕분에 놀랍고 독특한 협업이 이뤄진다. 이러한 협업을 통해 전 세계에 서식하는 다양한 생명체가 조사되고 그들이 보이는 빛의 지문, 즉 우주에서의 초상이 밝혀지면 우리는 망원경에서 관측된 생명체를 식별할 수 있다. - 164p 4장 우주에서 생명체를 찾는 방법

물로 된 빗방울이나 눈송이가 우리 몸에 내리는 상황과 비교하면, 암석 빗방울이 우리 몸을 강타하는 것은 차원이 다른 자연재해다. CoRoT-7 b에 폭풍이 몰아치면 우산을 능가하는 도구가 필요하다. 더글러스 애덤스가 집필한 고전 과학 소설 《은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서》에는 이런 조언이 적혀 있다. “용암을 타고 카이트서핑을 하기에 완벽한 장소이지만, 암석 빗방울을 맞지 마시오.”- 250p 5장 천문학자의 예상을 완전히 빗나간 행성들

나는 행성에 사는 생명체가 항성의 죽음 이후에도 살아남을 수 있을지 궁금했다. TESS 우주 망원경이 WD 1586 b를 발견하기 전에, 우리 연구팀은 죽은 항성의 노출된 중심핵을 모형으로 만들어 주위에 어떤 환경이 형성되는지 조사하고 이를 토대로 태양계의 먼 미래를 예측했다. 그 결과 항성의 시체 주변에서도 골디락스 영역이 수십억 년간 지속될 수 있다고 밝혀졌다. 즉 생명체는 다시 시작될 수 있다. 어쩌면 생명체는 행성 표면 아래의 어딘가에 숨어서 항성의 죽음이라는 고난을 견딘 끝에 살아남을 수 있을지도 모른다.
- 302p 6장 우주는 머나먼 상상이 아니다

우주에서 모든 지점은 어린 우주의 뜨거운 플라스마로 둘러싸인 관측 가능한 구체 우주의 중심에 있다. 여러분은 어느 위치에 있든지, 예컨대 지구에 있든 멀리 떨어진 은하에 있든 상관없이 관측 가능한 우주 중심에 있다. 그리고 먼 과거나 미래의 어딘가에 있는 외계인을 비롯한 모든 생명체도 관측 가능한 우주 중심에 있다. 그러므로 우리는 (관측 가능한) 우주 중심이라는 인간의 특별한 위치를 되찾았다고 주장할 수 있다.
- 342p 7장 우주 지식의 최전선에서

출판사 서평

“우주 해안에서 외계 지구를 발견할 수 있을까?”
인류의 우주적 세계관을 확장하는 행성 과학의 최전선

“우리는 먼 우주에서 잠재적 지구를 최초로 발견했다.” 외계 생명체가 존재할지도 모르는 행성들을 발견한 것이다. 이들은 태양이 아닌 다른 항성의 골디락스 영역에서 발견되었으며, 지구보다 약 40퍼센트 큰 ‘슈퍼 지구’로 분류된다. 지구보다 질량이 크고 중력이 강해 더 많은 물을 유지할 수 있는 이 행성들은 우주에서 가장 깊은 바다, 즉 거대한 생명의 기원을 숨기고 있을지 모른다. 따뜻하고 포근한 환경으로 생명체에 친화적일 것으로 기대되는 두 암석형 행성의 이름은 ‘케플러-62 e’와 ‘케플러-62 f’다.
이 행성들의 존재를 처음으로 확인한 인물은 미국 항공우주국 소속의 천문학자 윌리엄 보루키였다. 칼테네거는 당시 아직 세상에 알려지지 않은 두 행성의 생명체 거주 가능성을 검토해줄 것을 요청받았고, 수많은 검증이 거듭된 끝에 케플러-62 e와 케플러-62 f는 안락함을 유지하는 골디락스 영역에서 살아남을 수 있었다. 이 놀라운 발견에 감탄하기에 앞서 우리에게는 한 가지 물음이 생긴다. 케플러-62는 지구에서 약 1,200광년 떨어져 있다. 그토록 아득한 우주적 거리를 뛰어넘어, 칼테네거는 어떻게 두 행성의 생명체 거주 가능성을 확인할 수 있었을까?
광대한 우주에서 지구와 같이 ‘평범한(팔팔 끓지도, 꽁꽁 얼지도, 바싹 마르지도 않은)’ 행성을 찾는다는 막막한 과제 앞에 칼테네거가 선택한 유용한 도구는 바로 ‘빛’이다. 지구에서 그랬듯, 생명체는 행성 대기를 변화시키고 새로운 환경을 조성한다. 행성에서 방출되는 빛에는 그 빛이 행성의 대기와 화학적으로 상호작용한 흔적이 남고, 이는 생명체의 숨결을 담은 빛이 미지의 행성에서 뿜어져 나올 수도 있음을 의미한다.
운 좋게도 우리에게는 생명체가 번성하는 행성의 훌륭한 표본, 지구가 있다. 지구의 빛 지문을 분석하고, 그와 유사한 빛 지문을 지니는 행성을 발견한다면, 그곳에 생명체가 거주할 가능성 또한 헤아려볼 수 있다. 칼테네거는 지구의 진화 단계별 빛 지문 변화와 지구 생명체들이 띠는 고유의 빛을 데이터로 만드는 데 성공했다. 제2의 지구와 외계 생명체의 발견은 더 이상 불가능하기만 한 미래가 아니다!


용암 바다의 행성부터 ‘창백한 푸른 점’까지
우주의 무한한 가능성을 보여주는 경이로운 행성들

먼 미래에 여러분이 생명체의 명백한 흔적이 발견된 새로운 행성, 즉 최초의 외계 지구로 여행을 떠난다고 상상해보자. (…) 이륙 후 여러분은 창밖 너머 지구를 바라보며 이 행성의 경이로움에 관해 다시 한번 생각해본다. 지구는 눈부시게 효과적인 생명유지시스템이자 복잡하지만 조화로운 연결망으로, 인간을 비롯한 많은 생물종을 살아 있게 한다. 마치 어마어마한 생물권에 둘러싸인 거대한 우주선 같다. 여러분은 이 같은 사실을 왜 지구를 떠나고서야 깨달았는지 의아해한다.
- 에필로그 중에서

칼테네거는 외계 탐사 과정에서 수많은 실패와 좌절을 경험했지만, 기존의 과학 지식을 벗어나 새로운 가능성을 제시하는 행성들의 발견은 이 끈질긴 ‘행성 사냥꾼’이 끝끝내 모험을 포기하지 않도록 한다. 너무 뜨거워 암석이 증발해 비가 되어 내리는 용암 바다 행성 CoRoT-7 b, 항성의 죽음과 폭발에도 살아남아 폐허가 된 백색왜성을 공전하는 WD 1586 b, 천문학자들의 예상을 뒤엎고 존재할 수 없는 위치에서 항성을 진동시키는 페가수스자리 51 b, 밤하늘에 항성 4개가 밝게 빛나는 케플러-64 b 등… 이토록 기상천외한 행성이 가득한 우주에 제2, 제3의 지구가 존재하지 않는다고 단언할 수 있는 근거는 아무것도 없다.
이처럼 흥미진진한 성간 여행지들이 우주 지도에 나날이 추가되고 있지만, 지구 밖의 더 넓은 우주를 탐사할수록 우리의 관점은 아이러니하게도 지구로 다시 돌아온다. 지구만큼 우리가 살기에 완벽한 행성은 없다. 미생물부터 인간에 이르기까지, 우리가 아는 모든 생명체는 창백한 푸른 점과 함께 진화해왔다. 그 역사를 탐구하고 통찰을 얻으면 우리는 우주 해안에서 외계 지구일 가능성이 있는 최초의 행성을 감지할 수 있다.
인류는 새로운 행성에 아직 발을 들일 수 없지만, 우주 탐사는 인류가 우주를 바라보는 관점을 송두리째 바꿨다. 맑은 밤 관측되는 다른 항성 수천 개에는 우리가 그곳에서 누군가를 발견할지 모른다는 숨 막히는 희망이 담겨 있다. ‘온 우주에 우리뿐인가?’ 믿기지 않을 만큼 간단한 질문에서 출발하는 과학은 우여곡절 끝에 발전하면서 우리의 세계를 무한히 확장한다. 어제 불가능했던 일이 오늘 현실이 되고, 내일은 인류가 성취할 대상이 변화한다. ‘창백한 푸른 점’이 우리에게 알려주는 사실들을 토대로 더 넓은 시야를 얻는다면, 그 어떤 기발한 상상보다도 놀라운 현실이 우리 앞에 성큼 다가올 것이다!

작가정보

저자(글) 리사 칼테네거

우주의 빛을 해독해 외계 행성의 환경과 생명체 흔적을 추적하는 세계적인 천문학자.
행성 모형 제작과 빛 지문 연구의 선구자로 현재 코넬대학교 천문학과 교수이자 미국 자연사박물관 연구원이다. 또한 태양계 안팎에서 생명체가 거주 가능한 행성과 위성을 찾는 연구를 진행 중인 칼 세이건 연구소 소장으로서 오스트리아, 스페인, 네덜란드, 미국 등 여러 국가와 협력하며 외계 생명체 흔적을 쫓는 데 매진하고 있다.
칼-프란젠스 그라츠대학교에서 천체물리학 학사와 박사 학위를, 그라츠공과대학교에서 물리학 및 공학 석사 학위를 받았다. 막스 플랑크 천문학 연구소와 하버드-스미스소니언 천체물리학 센터에서 연구원을 지냈다. 다윈 우주 망원경의 설계에 참여했으며, 이는 유럽 우주국이 외계 행성에서 생명체 흔적을 찾기 위해 구상한 망원경 함대의 후보로 선정되었다.
2013년 케플러 우주 망원경 팀의 일원으로, 슈퍼 지구로 분류되는 케플러-62 e와 케플러-62 f의 생명체 거주 가능성을 검토했다. 미국 항공우주국 ‘외계 행성 탐사 프로그램 분석 그룹(Exo-PAG)’의 집행 위원회에서 4년 동안 근무했으며, ‘천체면 통과 외계 행성 탐색 위성(TESS)’ 임무와 제임스 웹 우주 망원경 팀에도 참여했다.
2007년 〈스미스소니언〉과 〈타임〉에서 주목할 젊은 혁신가로 선정되었으며, 하버드-스미스소니언 천체물리학 센터에서 뛰어난 젊은 과학자에게 수여하는 폴 헤르텔렌디상을 받았다. 2012년 독일에서 매년 6명의 젊은 과학자에게 수여하는 하인츠 마이어 라이프니츠상을, 2014년 잘츠부르크에서 혁신적인 과학자에게 수여하는 크리스티안 도플러상을 받았다.

번역 김주희

서강대학교 화학과에서 학사 및 석사 학위를 받았고, SK 이노베이션에서 근무했다. 글밥아카데미 수료 후 바른번역 소속 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 《어쩌면 세상을 구할 기생충》, 《뜻밖의 과학사》, 《블루 머신》, 《조금 수상한 비타민C의 역사》, 《자연은 언제나 인간을 앞선다》, 《천문학 이야기》, 《양자역학 이야기》 등이 있다.