열람 Category:Astrobiology
목차
개괄
천문생물학(astrobiology)은 우주 내 생명체의 기원, 분포와 미래에 대한 학문입니다. 지구를 제외하고 우리 태양계 안에서 인류가 거주할 만한 장소를 물색하는 일, 태양계 너머 외계 행성계에서 거주 가능 행성을 찾는 일, 생명의 기원과 관련된 기본적인 화학 작용을 규명하는 일, 화성을 비롯한 다른 행성에 존재하거나 존재했었을 생명체의 흔적을 찾는 일, 무엇보다도 우리 지구 상에서 생명체가 어떻게 싹트고 진화해 왔는지 규명하는 일 또한 포함합니다. 이처럼 지구와 사뭇 다른 생태계를 연구하기 위하여 물리학과 화학, 천문학, 생물학, 분자생물학, 생태학, 행성과학, 지리학과 지질학을 포괄하는 학문을 필요로 합니다.
역사
NASA에서 천문생물학에 투자하기 시작한 것은 1959년, 이듬해인 1960년 첫 공식 프로그램이 설치되었고 1971년에는 외계지적생명체와의 무선 교신을 주목적으로 하는 SETI 프로젝트를 위해 기금을 마련하기도 하였습니다. 1976년 발사된 화성 탐사선 바이킹에는 세가지 생물학 실험기기들이 장착되어 있었습니다. 1997년 화성에 착륙한 Mars Pathfinder 탐사선은 혹시 암석에 내재되어 있을지 모를 고대 미생물의 화석 탐색에 중점을 둔 기기를 탑재하기도 하였습니다. 21세기에 들어 천문생물학은 NASA 뿐만 아니라 ESA(European Space Agency)에서 주관하는 여러 탐사 계획에도 핵심이 되었습니다. 2001년 이탈리아에서 유럽 첫 천문생물학 워크샵이 열렸고 그 결과물이 Aurora 프로그램이었습니다. 현재 NASA는 “NASA 천문생물학회”를 주관하고 있고 이외에도 미국 내 여러 대학들 - 애리조나 주립대학, 펜실베니아 주립대학, 워싱턴 주립대학 등지에 박사학위과정이 설립되어 있습니다. 요사이 천문생물학의 주된 촛점 중 하나는 화성의 생명체(현존 혹은 과거의 흔적)를 찾는 일입니다. 과거 화성에 다량의 물이 존재했었음이 입증되고 있고, 이러한 물이야 말로 탄소를 기반으로 하는 유기물질의 생성에 근간이 되기 때문입니다. 현재 국제천문학협회(IAU)에서는 하와이 주립대학의 주관 하에 Commission 51: Bioastronomy을 통해 정기적인 국제 학술대회를 개최하고 있습니다.
NASA의 천문생물학 로드맵
NASA Astrobiology 2008 Roadmap에서 밝히고 있는, 천문생물학을 통해 얻고자 하는 답에 대한 질문은 다음 세가지로 요약되고 있습니다.
1. 생명은 어떻게 시작되고 진화해 가는가
2. 지구 밖에 생명체가 존재하는가, 만일 그렇다면 어떻게 찾아낼 수 있는가
3. 지구상, 그리고 우주 내 생명체의 미래는 어떻게 될 것인가
한편 연구를 위한 기본 원칙으로 다음 네가지를 명시하고 있습니다.
1. 천문생물학은 관련된 여러 학문들 뿐만 아니라 실질적인 우주 탐사계획 간의 긴밀한 공조하에 진행되어야 그 목표를 성공적으로 달성할 수 있다.
2. 천문생물학은 행성 간 생물학적 오염을 차단하는 것을 포함하여 윤리적 관점에서 진행되어야 한다.
3. 천문생물학은 그 연구 결과가 사회 관습적 측면에 미치게 될 영향에 대하여 깊이 인지하여야 한다.
4. 천문생물학은 대중을 상대로 한 교육 사업에 열과 성을 다하여 차세대 연구가들의 육성에 힘써야 한다.
향후 천문생물학이 원하는 답을 얻기 위해 실행해 나가야 할 구체적인 7가지 목표를 제시하고 있습니다.
목표 1. 우주에서 인류가 거주 가능한 환경의 본질과 그 분포를 규명해 낸다. 태양계 너머에 잠재되어 있을 외계 행성계의 존재와 그 특징을 실제 관측을 통해 밝힌다.
목표 2. 태양계 내에서 과거에 존재했을, 그리고 현존하는 거주 가능 환경을 찾아내고, 생명체의 존재 여부를 밝히며, 생명 발생 초기의 특징적 화학 반응(prebiotic chemistry)을 규명한다. 액체 형태의 물과 화학 성분, 그리고 에너지원을 갖추고 있는 환경을 찾아낸다. 또한 생명 현상을 드러내는 행성 지각과 대기의 변화 현상을 밝힌다.
목표 3. 우주에서 행성과 생명이 탄생하는 과정을 이해한다. 생명의 기원에 대한 물리/화학적 원칙을 밝히기 위한 다각도의 관측과 실험, 이론 연구를 진행한다.
목표 4. 지난 세월동안 지구상에서 생명체가 어떻게 환경에 순응하며 함께 진화해 왔는지 이해한다. 지질학적/생물학적 연구 결과에 근거를 두고 지구 생명체와 지구 환경 간의 상호 작용 및 진화 과정을 연구한다.
목표 5. 생명체의 진화 메커니즘 및 주변 환경에 의해 가로 막히는 한계를 이해한다. 진화를 조절하고 제한하는 분자생물학적, 유전적, 생화학적 과정을 연구한다.
목표 6. 지구상, 혹은 외계 생명체의 미래를 좌지우지하는 원칙들을 이해한다. 수십만년~수백만년에 걸쳐 미생물들이 살아남고 진화할 수 있는데 기여하는 인자들을 규명한다.
목표 7. 탄생 초기의 지구, 혹은 다른 행성에서 채집한 샘플에서 과거에 존재했거나 현존하는 생명체의 흔적을 찾아내는 방법을 결정한다. 이를 통해 당대의 행성 대기와 표면 환경을 짐작할 수 있도록 한다.
관련 저널
1. 알비레오의 외계인 이야기
2. 태양계의 생명체
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4. 생명체의 필수 원소, 인을 공급했던 철 운석
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13. 외계행성들 간의 충돌의 흔적
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15. 외계행성의 역행 공전, 어떻게 알 수 있는가
16. 지구와 가장 흡사한 외계행성, CoRoT-7b
참고 자료
1. NASA Astrobiology
2. Astrobiology Magazine
3. NASA Astrobiology 2008 Roadmap