외계의 지적생명체를 탐사하는 새로운 기술과 전략들

 

 

Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

사진 1> SETI 연구소가 VLA에 장착하게 될 새로운 신호처리시스템은 외계의 지적 생명체 탐사 연구를 다시 활성화시키는 기술적 촉매제가 될 것이다. 

 

새로운 기술과 전략이 외계의 지적 생명체를 탐사하는 새로운 시대를 열어젖히고 있다. 

 

미국과학진흥협회(the American Association for the Advancement of Science, AAAS) 전문가 위원단의 담화에 따르면 태양이 아닌 다른 별 주위를 돌고 있는, 지금까지 발견된 외계행성의 숫자가 빠르게 늘어나고 있으며 이러한 성과를 가능하게 한 기술들이 공공 및 민간의 여러기관들로 하여금 혁신적 접근에 박차를 가하도록 하는 촉매제 역할을 할 것이라고 한다. 

새로운 접근이란 단순히 기존의 실적을 늘려가는데만 한정되지 않으며, 1960년 프랭크 드레이크(Frank Drake)에 의해 처음 시작된 오즈마 프로젝트(Project Ozma) 즉, 외계의 지적 생명체가 만들어낸 전파 신호를 탐색하는 SETI의 전통적인 기술을 뛰어넘는데에까지 목적을 두고 있다. 

 

오늘날 과학자들은 다양한 신호를 감지해낼 수 있는 최첨단 기술들을 설계하고 있다. 

그 신호들 중에서는 외계의 기술이 만들어냈을 가능성이 있는 신호도 포함되어 있다. 

이러한 "기술문명신호(technosignatures)"는 행성 대기의 화학적 조성에 대한 신호들부터 레이저 복사는 물론 다른 별을 공전하는 구조체에 이르기까지 다양하게 존재한다. 

 

미국국립전파천문대(The National Radio Astronomy Observatory, 이하 NRAO)와 개인의 후원으로 운영되고 있는 SETI 연구소는 최근 NRAO가 운용하는 전파 망원경에 SETI의 탐사를 가능하게 하는 새로운 시스템을 추가하기로 합의하였다. 

(참고 보도 : NRAO와 SETI가 외계생명체 탐사하는 새로운 프로그램에 합의하다. ) 

이 합의에 의한 첫번째 프로젝트는 국립과학재단의 칼잰스키극대배열전파망원경(Karl G. Jansky Very Large Array, 이하VLA)에 장착될 시스템을 개발하는 것이다. 

이 시스템이 구현되면 VLA는 기술문명신호를 탐색하는 최첨단 시스템에 데이터를 제공하게 된다. 

 

NRAO 책임자 토니 비즐리(Tony Beasley)의 설명은 다음과 같다.

"VLA가 일상적인 관측을 진행할 때, 새로운 시스템은 VLA가 모은 데이터로 또다른 중요한 일을 하게 됩니다. 

바로 우리가 우주에서 기술문명을 가진 유일한 집단인가 하는 근본적 질문에 대한 대답을 찾는 것이죠. 

NRAO는 그 대답을 찾는데 핵심적인 역할을 수행하게 될 것입니다."

 

SETI 연구소의 버나드 M. 올리버 의장이며, 캘리포니아대학 브레이크스루리슨이니셔티브(the Breakthrough Listen Initiative)의 수석 연구원인 앤드류 시미온(Andrew Siemion)의 소감은 다음과 같다. 

"SETI 연구소는 VLA가 하늘을 훑어낼때마다 지속적으로 생산해내는 대용량 데이터에 쉽게 접근할 수 있도록 인터페이스를 개발하고 설치할 예정입니다. 

이 인터페이스를 통해 방대한 영역을 훑어내는 강력한 SETI 탐색이 가능하게 되죠. 

이는 지금까지 시행된 그 어느 시스템보다 훨씬 더 방대하고 완벽한 탐색 프로세스가 될 것입니다."

 

시미온은 최근 몇 년동안 SETI를 재활성화하는데 1억 달러의 기금을 갖춘 브레이크스루리슨이니셔티브가 수행해온 독자적 역할을 강조했다.

또한 시미온은 브레이크스루리슨이 거둔 최근의 과학적 성과를 공유했다. 

여기에는 태양 전면을 가로지르는 지구의 경로를 관측할 수 있는 별들의 방향을 탐사한 데이터와 브레이크스루리슨이니셔티브의 천문대들이 맺고 있는 국제 네트워크로부터 획득한 2페타바이트에 달하는 데이터의 유용성에 대한 내용이 포함되어 있다. 

 

외계의 지적 생명체를 포착할 수 있는 단서로는 레이저 빔이나 별로부터 에너지를 포획할 목적으로 만든 인공 구조물, 산업에 의한 대기상의 화학적 표식들과 지구에서 통신을 목적으로 한 정지궤도위성들이 만든 고리와 유사한 인공위성체의 고리 등을 들 수 있다. 

시미온은 이와 같은 표식들이 우리의 향상된 기술에 의해 포착 가능하며 이는 공공과 민간이 모두 참여하는 새로운 SETI 탐사의 대상이 될 것이라고 말했다. 

 

생명체가 있다면 그 생명체는 지적 수준을 갖추었는지 여부와 상관없이 포착 가능한 신호를 남긴다. 

여기에는 어마어마한 양의 산소, 약간의 메탄과 다양한 화학적 표지들이 포함된다. 

 

워싱턴 대학 NASA 가상행성연구소(NASA’s Virtual Planetary Laboratory)의 수석 연구원인 빅토리아 매도우스(Victoria Meadows)는 과학자들이 외계행성의 환경을 재현하는 컴퓨터 모델을 어떻게 개발하고 있는지, 그리고 이러한 모델이 태양계 너머에서 생명체가 거주하거나 생명체가 거주할 가능성이 있는 외계행성을 찾아내는데 향후 어떻게 도움을 줄것인지를 설명해 주었다. 

매도우스의 설명은 다음과 같다.

"앞으로 우주와 지상에 설치될 망원경들은 태양 인근의 비교적 온도가 낮은 별에서 지구 정도 크기를 하고 있는 외계행성의 대기를 관측할 수 있는 능력을 갖추게 될 것입니다.

여기서 중요한 점은 어떤 행성에 생명체가 거주하는지, 또는 생명체가 거주할만한지를 어떻게 제대로 알아낼 수 있는지 이해하는 것입니다. 

지금 과학자들이 개발하고 있는 컴퓨터 모델은 관측 대상이 될 외계행성들이 얼마나 생명체에게 유리한지 여부를 결정하는데 도움을 줄 것입니다."

 

SETI 연구소의 질 타터(Jill Tarter)에 따르면 외계생명체 또는 외계의 지적 문명을 포착할 수 있는 기술적 능력이 향상되고 있기 때문에 과연 외계생명체의 존재에 대해 설득력있고 믿을만한 증거가 무엇인지 정의하는 것이 중요하다고 말했다. 

타터가 제기한 문제점은 다음과 같다. 

"우리가 발견한 것을 입증하는데 필요한 증거는 얼마나 확실한 것일까요? 

우리는 과연 외계생명체를 입증하는데 필요한 결정적 증거가 무엇인지 알 수 있을까요?

만약 그 결정적 증거에 많은 단서가 필요하다면 우리는 과연 이러한 증거를 책임있게 대중에게 공개할 수 있는 걸까요?"

 

타터는 샌디에이고 캘리포니아대학의 PANOSETI 가시광선 및 적외선 탐사와 SETI 연구소의 레이저 SETI 탐사와 같은 프로젝트들은 가짜신호를 식별하고 제거하기 위한 목적으로 만들어진 공동탐사프로젝트라는 사실을 지적했다. 

이렇게 측정된 자료들은 자료의 신뢰성을 높이겠지만 동시에 프로젝트에 있어서는 비용을 증가시키는 요인이 된다. 

또한 타터는 대중보도매체들이 대중들에게 정확한 소식을 전할 책임이 있음을 특히 강조했다. 

그녀는 SETI의 탐사 내용에 대해 잘못된 내용을 담고 있는 최근의 여러 무책임한 보도를 사례로 들며, 실제 외계의 지적 생명체를 탐지한다면 이는 우주에 대한 우리의 이해에 있어 중요한 기념비가 될 만큼 중요한 일이므로, 언론종사자들은 명백한 허위를 무잭임하게 보도하는 행태를 하지 말아야 할 것이라고 말했다. 

 

AAAS 전문가위원회를 조직한 비즐리의 소감은 다음과 같다.

"외계행성의 발견이 계속되면서 행성이 우주에서는 대단히 일반적인 천체라는 사실을 알게 되었고 외계행성들의 특성을 연구할 수 있게 되었습니다. 

이와 동시에 기술의 진보가 외계에서 생명체의 흔적을 찾는데 매우 광범위하게 사용될 수 있다는 것은 정말 흥미로운 일입니다. 

우리는 이 새로운 발견의 시대가 도래하기를 기대하고 있습니다.

우리는 향후 10년 내에 차세대 VLA가 건설되기를 희망하고 있습니다. 

차세대 VLA는 현재 탐사 망원경들이 수집가능한 데이터보다 수천 배는 더 많은 데이터를 모을 수 있을 것이고 지금까지 구축된 것보다 훨씬 더 강력하게 기술문명신호를 탐사하는 설비들이 만들어지게 될 것입니다."

  

출처 : 국립 전파 천문대(National Radio Austronomy Observatory) 2020년 2월 15일자 

       https://public.nrao.edu/news/new-technologies-expanding-seti/#PRimageSelected

         

원문>

New Technologies, Strategies Expanding Search for Extraterrestrial Life

Emerging technologies and new strategies are opening a revitalized era in the Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). New discovery capabilities, along with the rapidly-expanding number of known planets orbiting stars other than the Sun, are spurring innovative approaches by both government and private organizations, according to a panel of experts speaking at a meeting of the American Association for the Advancement of Science (AAAS) in Seattle, Washington.

New approaches will not only expand upon but also go beyond the traditional SETI technique of searching for intelligently-generated radio signals, first pioneered by Frank Drake’s Project Ozma in 1960. Scientists now are designing state-of-the-art techniques to detect a variety of signatures that can indicate the possibility of extraterrestrial technologies. Such “technosignatures” can range from the chemical composition of a planet’s atmosphere, to laser emissions, to structures orbiting other stars, among others.

The National Radio Astronomy Observatory (NRAO) and the privately-funded SETI Institute announced an agreement to collaborate on new systems to add SETI capabilities to radio telescopes operated by NRAO. The first project will develop a system to piggyback on the National Science Foundation’s Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) that will provide data to a state-of-the-art technosignature search system.

“As the VLA conducts its usual scientific observations, this new system will allow for an additional and important use for the data we’re already collecting,” said NRAO Director Tony Beasley. “Determining whether we are alone in the Universe as technologically capable life is among the most compelling questions in science, and NRAO telescopes can play a major role in answering it,” Beasley continued.

“The SETI Institute will develop and install an interface on the VLA permitting unprecedented access to the rich data stream continuously produced by the telescope as it scans the sky,” said Andrew Siemion, Bernard M. Oliver Chair for SETI at the SETI Institute and Principal Investigator for the Breakthrough Listen Initiative at the University of California, Berkeley. “This interface will allow us to conduct a powerful, wide-area SETI survey that will be vastly more complete than any previous such search,” he added.

Siemion highlighted the singular role the $100-million Breakthrough Listen Initiative has played in reinvigorating the field of SETI in recent years. Siemion also announced the latest scientific results from Listen, a SETI survey in the direction of stars where a distant civilization could observe the Earth’s passage across the sun, and the availability of nearly 2 PetaBytes of data from the Listen Initiative’s international network of observatories.

Other indicators of possible technologies include laser beams, structures built around stars to capture the star’s power output, atmospheric chemicals produced by industries, and rings of satellites similar to the ring of geosynchronous communication satellites orbiting above Earth’s equator.

“Such indicators are becoming detectable as our technology advances, and this has renewed interest in SETI searches at both government agencies and private foundations,” Siemion said.

Life forms, whether intelligent or not, also can produce detectable indicators. These include the presence of large amounts of oxygen, smaller amounts of methane, and a variety of other chemicals. Victoria Meadows, Principal Investigator for NASA’s Virtual Planetary Laboratory at the University of Washington, described how scientists are developing computer models to simulate extraterrestrial environments and to help support future searches for habitable planets and life beyond the Solar System.

“Upcoming telescopes in space and on the ground will have the capability to observe the atmospheres of Earth-sized planets orbiting nearby cool stars, so it’s important to understand how best to recognize signs of habitability and life on these planets,” Meadows said, “These computer models will help us determine whether an observed planet is more or less likely to support life.”

As new programs implement the expanding technical capabilities for detecting extraterrestrial life and intelligence, it’s important to define what constitutes compelling, credible evidence, according to Jill Tarter, of the SETI Institute.

“How strong does the evidence need to be to justify claiming a discovery? Can we expect to find smoking guns? If the evidence requires many caveats, how do we responsibly inform the public,” Tarter asked.

Tarter pointed out that projects such as the University of California at San Diego’s PANOSETI visible-light and infrared search, and the SETI Institute’s Laser SETI search are being built with co-observing sites to reduce false positives. Such measures, she said, will boost confidence in reported detections, but also add to the expense of the project.

The news media also share responsibility for communicating accurately with the public, Tarter emphasized. She cited cases in recent years of “exuberant reporting” of bogus claims of SETI detections. “A real detection of extraterrestrial intelligence would be such an important milestone in our understanding of the Universe that journalists need to avoid uncritical reporting of obviously fake claims,” she said.

“As continuing discoveries show us that planets are very common components of the Universe, and we are able to study the characteristics of those planets, it’s exciting that at the same time, technological advances are giving us the tools to greatly expand our search for signs of life. We look forward to this new realm of discovery,” said Beasley, who organized the AAAS panel.

“We also look forward to the coming decade, when we hope to build a next-generation Very Large Array, which will be able to search a volume of the Universe a thousand times larger than that accessible to current telescopes — making it the most powerful radio technosignature search machine humanity has ever constructed,” Beasley added.

The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation, operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.

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