제임스 웹 우주망원경, 외계 생명체 존재 단서 포착? – K2-18b의 놀라운 대기 성분

제임스 웹 우주망원경이 외계 행성 K2-18b에서 생명체의 존재 가능성을 암시하는 화합물을 포착했습니다. 그 의미와 NASA의 발표 내용을 함께 정리해봅니다.
 

1. 외계 생명체, 진짜 존재할까?

 
우리가 ‘외계 생명체’라는 말을 들을 때마다 떠오르는 질문이 있습니다.
“과연 지구 밖에도 생명체가 존재할까?”
2025년 4월 17일자 Wired 보도에 따르면, NASA의 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 관측한 외계 행성 K2-18b는 여전히 생명체 존재 가능성이 가장 유력한 후보로 주목받고 있습니다.
이번 보도는 2023년 NASA의 첫 공식 발표 이후,  최신 연구 상황을 반영한 것입니다.
 

2. 제임스 웹 우주망원경이 본 K2-18b

 
NASA는 2023년 9월 11일, 제임스 웹 우주망원경을 통해 외계 행성 K2-18b의 대기에서 탄소 기반 화합물을 발견했다고 공식 발표했습니다.
 
이 행성은 지구보다 8.6배 무겁고, 중심별 K2-18의 생명체 거주 가능 구역(Habitable Zone)을 돌고 있는 ‘Hycean 행성’ 후보입니다.

📌 Hycean 행성이란, 수소가 풍부한 대기 아래 물의 바다(ocean)가 존재할 가능성이 있는 환경을 말합니다.

 
2023년 당시 NASA의 발표에 따르면, K2-18의 대기 중에서 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)가 풍부하게 관측되었고, 암모니아(NH₃)는 거의 존재하지 않았습니다.
 
이는 생명체 거주 가능성이 있는 외계 행성의 대기에서 탄소 기반 분자가 처음으로 검출된 사례로, K2-18b가 'Hycean' 행성일 가능성을 제시했습니다 .
 

제임스 웹 우주망원경의 과학 데이터를 바탕으로 제작된 외계 행성 K2-18b의 상상도. 이 행성은 생명체 거주 가능성이 제기된 ‘Hycean’ 행성으로, 수소 대기 아래 물의 바다가 존재할 수 있다고 여겨진다. (이미지 출처 : NASA, CSA, ESA, J. Olmsted (STScI))

 

3. 대기에서 발견된 ‘디메틸황화물(DMS)’ – 생명체의 흔적?

 
2023년 당시 NASA의 발표에서 특히 주목을 받은 건, 디메틸황화물(DMS)라는 분자의 존재 가능성이었습니다.
 

DMS란 무엇일까?

 

DMS는 황을 포함한 유기 화합물로, 지구에서는 해양 플랑크톤이 생성하는 물질입니다.
지구에서는 오직 생명체에 의해서만 만들어지기 때문에, DMS는 생명 활동이 있음을 암시하는 대표적인 생물지표물질(biosignature)로 간주됩니다. 
따라서 외계 대기에서 DMS가 발견된다면 생명체가 존재할 가능성에 관한 매우 중요한 단서가 될 수 있습니다. 
 
2023년의 초기 관측에서는, DMS의 존재 가능성이 제기되었지만, 신호가 약하고 통계적 유의성이 낮았기 때문에, 조심스러운 해석이 필요하다며 신중한 접근이 강조되었습니다. 
 

“The inference of DMS is less robust and requires further validation.”
(DMS 존재 추정은 아직 불확실하며, 추가 검증이 필요합니다.)
- NASA 공식 발표

 
케임브리지대 닛쿠 마두수단 박사도 이렇게 덧붙였습니다:

“Upcoming Webb observations should be able to confirm if DMS is indeed present in the atmosphere of K2-18 b.”
(향후 웹의 추가 관측이 DMS가 실제로 존재하는지를 확인하게 될 것입니다.)

 

4. DMS 및 DMDS의 검출 – 생명체의 강력한 단서?

 
이후, 2025년 4월, 케임브리지 대학교 연구팀은,  제임스웹 우주망원경(JWST)의 중적외선 분광기(MIRI)를 활용해 K2-18b 대기에서 디메틸황화물(DMS)과 디메틸다이설파이드(DMDS)를 약 3시그마 수준의 통계적 유의성으로 검출했다고 밝혔습니다.
 

DMDS란 무엇인가?

 
DMDS(Dimethyl disulfide)는 화학식 CH₃–S–S–CH₃로, 두 개의 메틸기 사이에 두 개의 황 원자가 연결된 유기 화합물입니다. 지구에서는 해양 미생물, 박테리아, 곰팡이 등 생명체의 황 대사 과정에서 자연스럽게 생성되며, DMS와 마찬가지로 생물학적 기원과 깊은 관련이 있습니다.
 
이러한 화합물은 지구에서는 주로 해양 미생물에 의해 생성되므로, 그 존재는 생명체의 존재 가능성을 시사합니다. 

따라서 DMS와 함께 DMDS가 외계 대기에서 탐지되었다는 점은, 지구와 유사한 황 순환이 존재할 가능성을 높여주는 매우 중요한 단서로 간주됩니다.

연구팀은 이러한 결과가 K2-18b가 생명체를 지닐 수 있는 환경일 수 있음을 암시한다고 밝혔습니다.
 
그러나 연구팀은 이번 발견이 유의미하지만, 아직 확정적인 증거는 아니며, 추가적인 관측과 분석이 필요하다고 강조했습니다. 특히, DMS와 DMDS의 비생물학적 생성 가능성을 배제하기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 언급했습니다. 
 

3시그마 수준 유의성의 의미?

 
3시그마 수준의 유의성이란, 우연히 이런 신호가 나올 확률이 0.3%에 불과하다는 의미입니다. 반대로 말하면, 99.7% 확률로 실제 현상일 가능성이 높다는 의미이므로, 상당히 신뢰할 수 있는 수준입니다. 
그러나 과학적으로 확정(5시그마)되려면, 추가적인 검증이 더 필요하다고 합니다.
 
📌 시그마 수준과 의미

시그마 수준	의미	우연일 확률
1σ (시그마)	약간 가능성 있음	31.7%
2σ	가능성 있음	4.5%
3σ	유의미한 관측	0.3%
5σ	과학계 “발견” 인정 기준	0.00003%

 
 

5. 공식 발표 요약

 

항목	요약 내용
행성명	K2-18b (지구에서 120광년)
대기 조성	메탄, 이산화탄소 풍부 /  암모니아 부족
주요 특징	Hycean 행성 후보 : 수소 대기 + 물 바다
DMS 탐지 여부	존재 가능성 탐지, 추가 검증 필요
생명체 단서로서의 의미	지구에서 DMS와 DMDS는 오직 생명체만이 생성

 
 

6. 이번 발견이 외계 생명 탐사에 주는 의미는?

 
이번 발견은 단순히 “생명체가 있을지도 모른다”는 수준을 넘어, 고감도 관측 장비와 과학적 검증을 기반으로 한 외계 생명체 탐사의 본격적인 가능성을 보여줍니다.
 
특히 K2-18b처럼 지구와는 전혀 다른 환경을 가진 행성에서  생명체 존재 가능성을 따져보는 일은, 우주 생명의 다양성를 이해하는 데에도 매우 중요한 역할을 합니다. 
 
 

7. 마무리 : 우주 생명 탐사의 새로운 시대가 시작되었다

 
제임스 웹 우주망원경은 인류가 외계 생명체를 찾기 위한 여정을, “막연한 희망”에서 “과학적 접근”으로 바꾸고 있습니다.
이제 우리는 "지구는 유일한 행성이 아닐 수도 있다"는 생각을, 현실적인 데이터와 함께 이야기할 수 있는 시대에 들어섰습니다.