탐사선을 외계인이 발견할 수 있을까?

향후 100만 년 동안 60개 별에 근접해

태양계를 벗어나 성간 우주를 항해하는 탐사선에 관한 이야기가 종종 화제에 오른다. 지난해 12월 27일 과학매체인 ‘phys.org’는 이러한 성간 탐사선들이 다른 별까지 도달하는 데 얼마나 걸릴지 추정한 연구 결과를 소개했다.

이번 연구는 막스플랑크 천문연구소의 코린 베일러 존슨(Coryn Bailer-Jones) 박사와 NASA 제트추진연구소 ‘지구근접천체연구센터(CNEOS)’의 다비드 파르노키아(Davide Farnocchia) 박사가 공동 수행한 것으로, 지난달 7일 출판 전 논문을 수집하는 ‘아카이브(arXiv)’에 제출되었다. 이 논문은 지난해 4월 발표한 논문의 후속편이다.

성간 탐사선들의 현 위치와 경로. © NASA / Johns Hopkins University

성간 탐사선들의 현 위치와 경로. © NASA / Johns Hopkins University

100만 년 동안 60개 별 근처 지나쳐

다른 행성계로의 여행은 대중적으로 매우 흥미로운 소재다. 성간 탐사선의 비행 속도로 태양계와 가까운 알파 센타우리까지 가려면 수만 년 이상 걸린다는 사실이 종종 인용되기도 하고, SF 영화 ‘스타트렉’에서는 20세기에 쏘아 올린 보이저 6호라는 가상의 탐사선이 외계 기계문명과 접촉해서 ‘비거(V’ger)’라는 이름으로 진화한 에피소드가 나오기도 했다.

인류가 발사한 성간 탐사선은 모두 5대로 파이오니어 10, 11호와 보이저 1, 2호, 그리고 뉴허라이즌스호가 있다. 특히 보이저 1, 2호에는 지구 생명체와 인류 문명에 관한 소리 및 사진을 담은 ‘골든 레코드(Voyager Golden Record)’가 실려 있고, 파이오니어 10, 11호에는 인간 남녀의 모습과 지구의 위치가 표시된 ‘파이오니어 명판(Pioneer plaque)’이 담긴 것으로 유명하다.

그러나 현재까지 성간 우주에 도달한 탐사선은 보이저 1, 2호와 파이오니어 10호뿐이다. 파이오니어 11호와 뉴허라이즌스 탐사선은 태양계의 경계면으로 알려진 헬리오포즈(Heliopause)를 아직 벗어나지 못했다.

카시오페이아 별자리 한쪽 끝에 위치한 HIP 117795. © Stellarium

카시오페아 별자리 한쪽 끝에 위치한 HIP 117795. © Stellarium

이번 연구는 뉴허라이즌스를 제외한 4대의 성간 탐사선이 앞으로 몇 개의 별을 지나칠지 분석한 것이다. 발표된 논문에 따르면, 향후 100만 년 동안 약 60개의 항성 인근을 통과한다는 사실을 알 수 있다. 그중 10개는 2파섹(약 6.5광년) 이내로 접근하게 된다.

연구진은 유럽우주국(ESA)의 가이아 우주망원경이 관측한 데이터를 이용해서 해답을 찾았다. 2013년 발사된 가이아 위성은 그동안 10억 개가 넘는 별에 관한 정보를 수집해왔는데, 여기에서 740만 개의 궤적 데이터를 통합하여 연구했다.

별들도 은하핵을 중심으로 빠르게 공전하기 때문에 비교적 느린 속도로 이동하는 탐사선과 만나는 시점을 예측하기란 매우 어려운 일이다. 베일러 존슨 박사와 파르노키아 박사는 4대의 탐사선이 항해할 방향과 이동 속도, 여기에 겹칠 가능성이 있는 별들의 예상 경로를 분석했다. 그 결과, 탐사선들이 다른 항성에 접근하는 시점을 알아낼 수 있었다.

두 연구자는 탐사선 중에 파이오니어 10호가 ‘HIP 117795’라고 불리는 별을 가장 가깝게 통과할 가능성이 있다는 사실을 발견했다. 이 별은 현재 태양으로부터 약 83.46광년 떨어져 있으나, 300만 년 이내에 3.4광년까지 접근하게 된다.

HIP 117795는 태양 질량의 약 0.5배인 K형 주계열성(오렌지색 왜성)이다. K형 주계열성은 M형 주계열성(적색왜성)보다 크고, 태양과 같은 G형 주계열성보다는 작아서 지구와 비슷한 행성이 있다면 외계 생명체가 존재할 가능성이 상대적으로 높을 것으로 여겨진다.

은하계를 여행하는 파이오니어 10호 상상도. © NASA Ames

은하계를 여행하는 파이오니어 10호 상상도. © NASA Ames

탐사선이 외계인에게 발견될 가능성 거의 없어

분석에 따르면, 파이오니어 10호는 약 9만 년 후에 291km/s의 속도로 HIP 117795에서 0.231파섹(약 0.75광년) 이내로 근접한다. 하지만 이는 천문학 개념에서 가깝다는 의미다. 실제로는 행성계 내부로 진입할 가능성이 매우 희박하다. 만약 인류와 비슷한 수준의 문명을 지닌 외계인이 있다고 해도 탐사선을 발견하기란 불가능한 거리다.

또한, 모든 탐사선이 10^20년(1해 년) 동안 다른 행성계를 직접 통과하지 않을 것이라는 사실도 발견했다. 이는 우주가 무한히 팽창하므로 결국엔 모든 입자가 붕괴해서 죽음을 맞이한다는 ‘빅 프리즈(Big Freeze)’ 가설에서 은하들이 소멸하는 시기에 해당한다. 아마도 탐사선에 실린 인류의 메시지를 외계인이 발견하는 일은 없을 것으로 추정된다.

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