우리는 실수로 외계 문명에 우리의 위치를 ​​방송하고 있는 걸까?

펜실베이니아 주립대학교와 NASA 제트추진연구소(JPL)의 연구진은 새로운 연구에서 인간의 심우주 통신을 분석한 결과, 인간의 전파가 화성(왼쪽 아래), 태양, 그리고 다른 행성 근처의 우리 우주선을 향하는 경우가 많다는 것을 발견했습니다. 화성과 같은 행성은 신호를 완전히 차단하지 않기 때문에, 행성 간 통신 경로에 위치한 외계 지적 생명체는, 즉 행성들이 서로 일직선상에 있을 때, 전파 확산을 감지할 수 있을 것입니다. 이는 외계 통신 신호를 찾을 때 인간이 태양계 밖 행성의 일직선상에 주목해야 함을 시사합니다. 사진 제공: 자이나 셰이크

외계 지적 생명체가 인간 통신의 흔적을 찾고 있다면, 언제 어디를 살펴봐야 할까요? 펜실베이니아 주립대학교와 남부 캘리포니아에 위치한 NASA 제트 추진 연구소의 연구진은 새로운 연구에서 태양계 밖의 관측자가 인간의 심우주 통신을 가장 잘 감지할 수 있는 시기와 장소를 분석했습니다. 그리고 그들이 발견하는 패턴을 외계 지적 생명체 탐사(SETI)의 지침으로 활용할 수 있다고 제안했습니다.

"인간은 화성과 같은 다른 행성을 연구하기 위해 보낸 우주선과 탐사선과 주로 통신하고 있습니다."라고 펜실베이니아 주립대 에버리 과학대학 천문학 및 천체물리학 대학원생이자 이 연구를 지원하는 NASA 보조금의 책임 연구원이자 논문의 제1 저자인 핀첸 팬은 말했습니다. "하지만 화성과 같은 행성이 전파를 완전히 차단하지는 않기 때문에, 이러한 행성 간 통신 경로에 위치한 먼 곳의 우주선이나 행성은 전파 확산을 감지할 가능성이 있습니다. 전파 확산은 지구와 다른 태양계 행성이 그들의 관점에서 일직선상에 있을 때 발생합니다. 이는 외계 통신을 탐색할 때 태양계 외부 행성의 일직선상을 살펴봐야 함을 시사합니다."

해당 연구를 설명하는 논문은 8월 21일 천체물리학 저널 레터스에 게재되었습니다.

"SETI 연구원들은 지적 생명체의 증거인 테크노시그니처(technosignature)라고 불리는 과거 또는 현재 기술의 흔적을 우주에서 종종 찾습니다."라고 팬은 말했습니다. "우리가 가장 흔하게 접하는 신호의 방향과 주파수를 고려하면 외계 테크노시그니처를 감지할 가능성을 높이기 위해 어디를 살펴봐야 할지에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다."

연구진은 NASA의 심우주 네트워크(DSN) 로그를 분석했습니다. DSN은 우주에 있는 인공물체와 양방향 무선 통신을 가능하게 하는 지상 기반 시설 시스템으로, 우주선에 명령을 전달하고 우주선이 보내는 정보를 수신하는 중계 역할을 합니다. 연구팀은 DSN 로그와 우주선 위치 정보를 면밀히 대조하여 지구에서 오는 무선 통신의 시점과 방향을 파악했습니다. 여러 국가가 자체 심우주 네트워크를 보유하고 있지만, 연구진은 NASA가 운영하는 DSN이 지구에서 오는 통신 유형을 대표할 수 있다고 밝혔습니다. NASA가 지금까지 대부분의 심우주 임무를 주도해 왔기 때문입니다.

JPL의 프로젝트 과학자이자 이 논문의 저자인 조셉 라지오는 "NASA의 심우주 네트워크(Deep Space Network)는 지구와 현재 태양계에서 발사된 뉴호라이즌스 우주선, 그리고 제임스 웹 우주 망원경과 같은 행성 간 탐사 임무를 연결하는 중요한 연결 고리입니다."라고 말했습니다. "이 네트워크는 인류가 보유한 가장 강력하고 지속적인 전파 신호 중 일부를 우주로 전송하며, 공개된 전송 기록을 통해 저희 팀은 지난 20년간 이러한 전송의 시간적, 공간적 패턴을 규명할 수 있었습니다."

이번 연구에서 연구진은 지구 저궤도의 우주선이나 위성을 대상으로 한 전송이 아닌, 우주 망원경이나 행성간 우주선을 포함한 심우주로의 전송에 초점을 맞췄습니다. 지구 저궤도의 우주선이나 위성을 대상으로 한 전송은 출력이 상대적으로 낮아 멀리서 감지하기 어렵습니다.

연구진은 심우주 무선 신호가 주로 화성 근처의 우주선을 향해 전송된다는 것을 발견했습니다. 다른 일반적인 전송은 다른 행성과 태양-지구 라그랑주 포인트(태양과 지구의 중력이 지구에서 관측했을 때 망원경을 비교적 고정된 위치에 유지하는 우주의 지점)에 있는 망원경을 향해 전송되었습니다.

팬은 "지난 20년간의 데이터를 바탕으로, 외계 지적 생명체가 지구와 화성의 일직선을 관측할 수 있는 위치에 있다면, 우리의 송신 경로에 있을 확률이 77%라는 것을 발견했습니다. 이는 무작위적인 시간에 무작위적인 위치에 있을 확률보다 훨씬 높습니다."라고 말했습니다. "만약 외계 지적 생명체가 다른 태양계 행성과의 일직선을 관측할 수 있다면, 우리의 송신 경로에 있을 확률은 12%입니다. 하지만 행성의 일직선을 관측하지 않을 경우 이러한 확률은 매우 낮습니다."

연구자들은 기술적 특징을 찾는 우리의 탐색 능력을 향상시키기 위해 인간은 태양계 밖의 행성, 즉 외계 행성의 정렬 상태를 찾아야 한다고 말했습니다. 아니면 적어도 외계 행성이 모항성과 정렬되어 있을 때 찾아야 합니다.

천문학자들은 외계 행성을 모항성과 일직선상에 놓인 상태에서 자주 연구합니다. 실제로, 현재 알려진 외계 행성 대부분은 지구에서 행성이 모항성 앞을 지나거나, 지구에서 관측했을 때 별이 어두워지는 현상을 이용하여 발견되었습니다.

"하지만 지난 10~20년 동안 외계 행성을 많이 발견하기 시작했기 때문에 두 개 이상의 외계 행성이 있는 항성계는 아직 많이 알려지지 않았습니다."라고 팬은 말했습니다. "NASA의 낸시 그레이스 로만 우주 망원경이 곧 발사됨에 따라 이전에는 발견되지 않았던 외계 행성 10만 개를 발견할 것으로 예상되므로, 잠재적인 탐색 범위가 크게 확대될 것입니다."

우리 태양계는 거의 평평하고 대부분의 행성이 같은 평면을 공전하기 때문에, 대부분의 DSN 전송은 지구 궤도면으로부터 5도 각도 내에서 발생했다고 연구진은 설명했습니다. 만약 태양계를 모든 행성과 천체들이 그 판에 놓여 있는 저녁 접시라고 가정한다면, 인간의 전송은 극명한 각도로 우주로 발사되는 대신, 판 표면을 따라 이동하는 경향이 있었습니다.

연구팀은 또한 우리와 같은 망원경을 사용하여 평균적인 DSN 전파를 약 23광년 떨어진 곳에서 감지할 수 있다고 계산했습니다. 23광년 이내에 있는 태양계, 특히 지구를 향해 면이 향하는 태양계에 집중하면 외계 지적 생명체 탐사에 도움이 될 수 있다고 연구팀은 밝혔습니다. 연구팀은 현재 이러한 태양계를 식별하고 지구에서 오는 신호를 얼마나 자주 수신했을지 정량화할 계획입니다.

연구진은 발견된 DSN 전송 패턴이 외계 행성의 레이저 전송 탐색에도 적용될 수 있다고 밝혔지만, 레이저는 전파 전송보다 스필오버(spillover) 효과가 훨씬 낮을 것이라고 지적했습니다. NASA는 행성 간 레이저 통신 시스템을 시험 중이며, 외계 문명은 전파 대신 레이저를 사용할 가능성이 있습니다.

"인간은 우주 여행 여정의 초기 단계에 있으며, 태양계 깊숙이 들어갈수록 다른 행성으로의 통신은 더욱 증가할 것입니다."라고 펜실베이니아 주립대 에벌리 과학대학 천문학 및 천체물리학 교수이자 펜실베이니아 주립대 외계 지능 센터 소장이며 이 논문의 저자인 제이슨 라이트는 말했습니다. "우리의 심우주 통신을 기준으로 삼아, 특정 방향과 행성 배열을 가진 시스템에 초점을 맞춤으로써 미래의 외계 지능체 탐색 능력을 어떻게 향상시킬 수 있는지 정량화했습니다."

본 연구는 NASA 외계행성 연구 지원 프로그램과 펜실베이니아 주립대 외계 지능 센터의 지원으로 수행되었습니다. 본 연구의 계산은 펜실베이니아 주립대 계산 및 데이터 과학 연구소(Institute for Computational and Data Sciences)의 Roar 슈퍼컴퓨터에서 수행되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250822073800.htm