지구 이외의 별에 생명체가 있을까.
이 의문은 인류가 아주 오랫동안 가져 온 수수께끼 가운데 하나다.
20세기 이후 본격화된 우주 탐사는 태양계 행성들의 비밀을 속속 벗겨내면서 우주 생명 존재의 비밀에 한걸음 다가서고 있다.
특히 물의 존재 여부는 지대한 관심을 일으키는 이슈다.
물이야말로 생명 존재의 가능성을 가늠하는 첫번째 조건이기 때문이다.
◆토성의 위성에서 물 흔적 발견
토성 탐사선 카시니호가 얼음으로 된 토성 위성 '엔셀라두스'(Enceladus)의 표면에서 물의 흔적을 발견했다.
물의 존재는 이 위성에 생명체가 존재할 가능성을 높여주는 것이다.
이 연구 결과는 최근 미국 과학저널 '사이언스'에 실려 세계 과학자들을 흥분시켰다.
1997년 발사돼 2004년부터 토성 궤도를 돌고 있는 카시니호는 토성의 고리와 위성들을 탐사하고 있다.
이번에 카시니호가 탐사한 엔셀라두스는 푸른색 고리 지역에서 토성을 돌고 있는 위성으로 달의 7분의 1 크기다.
과학자들은 카시니호가 보내온 영상 자료를 분석한 결과 엔셀라두스 남극에서 하늘로 뿜어지는 얼음 입자와 수증기 분출 기둥을 확인했다.
이는 미국 옐로스톤 국립공원에 있는 간헐천과 비슷한 모양으로 일종의 '얼음 화산'인 셈이다.
분출물들은 주로 물로 이뤄져 있으며 상당량의 이산화탄소와 약간의 프로판 및 메탄 같은 물질을 함유하고 있는 것으로 분석됐다.
또 약간의 암모니아와 상당량의 먼지 입자도 감지됐다.
이들 분출물은 이온화돼 토성의 대기와 고리에 다다르고 일부는 눈의 형태로 지표면에 다시 떨어진다.
과학자들은 이 같은 분출 현상을 과학적으로 분석한 결과 얼어붙은 엔셀라두스 지표면 아래에 물을 담고 있는 차가운 저수지가 있을 가능성을 제기했다.
이는 비록 극한 환경이긴 하지만 생명체를 위한 서식지가 있음을 의미하는 것이다.
◆미생물이나 원시 유기체 존재 가능성
과학자들은 만약 엔셀라두스에 생물체가 존재한다면 극한 조건에서도 살아갈 수 있는 미생물이거나 원시 유기체일 것으로 내다봤다.
캐롤린 포코 연구원은 "이번 연구는 행성 탐사계획의 방향을 재정립하는 계기가 될 것"이라며 "이제 엔셀라두스가 우주생물학 연구의 최우선 대상이 됐다"고 말했다.
그는 또 "이번 발견은 엔셀라두스의 지표면 아래에 생명의 필수요소들이 존재할 가능성을 말해주는 것"이라고 덧붙였다.
그러나 미국 항공우주국(NASA) 우주생물학연구소의 데이비드 모리슨 연구원 등 과학자들은 엔셀라두스가 생명체가 살 수 있는 곳인지에 대해 아직은 조심스러운 입장을 보이고 있다.
생명체가 존재하기 위해선 물을 비롯해 안정적인 열원 및 적당한 화학반응과 같은 몇 가지 요소가 필요하기 때문이다.
열원이나 화학반응은 엔셀라두스 남극 지역에 있는 균열들에서 많이 일어난다.
카시니호가 보내 온 영상에서는 남극 지역에서 많은 균열들이 보였으며 특히 비교적 평행하게 뻗은 뚜렷한 '호랑이 줄무늬' 모양이 관찰됐다.
계곡과 비슷한 이 줄무늬는 주변의 평지보다 높은 온도를 가지며 지하에 있는 더운(그래도 얼음에 가까운) 물의 배출구일 것으로 과학자들은 추정했다.
각 줄무늬 지형은 500m 깊이에 130km의 길이로 돼 있으며 너비는 2km 정도다.
이 호랑이 줄무늬 지역은 유기물과 이산화탄소,얼음의 혼합물로 이뤄져 있는 반면 엔셀라두스의 일반 표면은 거의 순수한 얼음으로 덮여 있다.
풍부한 이산화탄소 같은 성분으로 볼 때 지속적으로 구성 물질들이 이 줄무늬 지역에선 보충되고 있을 것으로 연구진들은 예측했다.
장원락 한국경제신문 과학기술부 기자 wrjang@hankyung.com
< 엔셀라두스 지표 밑에서는 어떤 일이 … >
엔셀라두스는 남극 지역에 선명히 보이는 균열 부위 아래에서 끊임없이 얼음 입자들을 공중으로 뿜어낸다.
이 같은 분출이 일어나는 곳의 지표 아래에서는 어떤 일이 벌어지고 있을까.
카시니 이미징 사이언스 팀은 그림으로 그 메커니즘을 설명했다.
연구진들은 뜨거운 수증기를 내뿜는 일반적인 간헐천에 빗대 이 분출구를 '차가운 간헐천' 혹은 '얼음 화산'으로 표현했다.
이 모델에 따르면 지표 아래에 섭씨 0도 이상의 압축된 액체 상태 물을 담고 있는 저수지가 있고 이곳으로부터 하늘로 차가운 물질들이 분출된다.
높은 압력의 저수지가 펌프 작용을 해 액체 물을 지표면과 연결된 작은 구멍으로 밀어올리고 그 과정에서 물이 얼음 입자들로 변해 공중으로 배출되는 것이다.
여기에서 지표면으로 통하는 구멍은 남극 지역에 뚜렷이 보이는 '호랑이 줄무늬' 중 하나를 관통한다.
온도는 지표 아래로 깊이 내려갈수록 높다.
액체 상태의 물이 존재하도록 하는 열은 엔셀라두스 내부 물질의 방사성 붕괴 등으로 인해 발생하는 에너지로부터 오는 것으로 여겨지고 있다.
그러나 엔셀라두스의 내부 깊은 지역이 정확히 어떻게 활동하는지,그리고 그림에서 보이는 돌과 얼음 층이 완전히 분리돼 있는지 등에 대해서는 아직까지 파악되지 않고 있다.
이 의문은 인류가 아주 오랫동안 가져 온 수수께끼 가운데 하나다.
20세기 이후 본격화된 우주 탐사는 태양계 행성들의 비밀을 속속 벗겨내면서 우주 생명 존재의 비밀에 한걸음 다가서고 있다.
특히 물의 존재 여부는 지대한 관심을 일으키는 이슈다.
물이야말로 생명 존재의 가능성을 가늠하는 첫번째 조건이기 때문이다.
◆토성의 위성에서 물 흔적 발견
토성 탐사선 카시니호가 얼음으로 된 토성 위성 '엔셀라두스'(Enceladus)의 표면에서 물의 흔적을 발견했다.
물의 존재는 이 위성에 생명체가 존재할 가능성을 높여주는 것이다.
이 연구 결과는 최근 미국 과학저널 '사이언스'에 실려 세계 과학자들을 흥분시켰다.
1997년 발사돼 2004년부터 토성 궤도를 돌고 있는 카시니호는 토성의 고리와 위성들을 탐사하고 있다.
이번에 카시니호가 탐사한 엔셀라두스는 푸른색 고리 지역에서 토성을 돌고 있는 위성으로 달의 7분의 1 크기다.
과학자들은 카시니호가 보내온 영상 자료를 분석한 결과 엔셀라두스 남극에서 하늘로 뿜어지는 얼음 입자와 수증기 분출 기둥을 확인했다.
이는 미국 옐로스톤 국립공원에 있는 간헐천과 비슷한 모양으로 일종의 '얼음 화산'인 셈이다.
분출물들은 주로 물로 이뤄져 있으며 상당량의 이산화탄소와 약간의 프로판 및 메탄 같은 물질을 함유하고 있는 것으로 분석됐다.
또 약간의 암모니아와 상당량의 먼지 입자도 감지됐다.
이들 분출물은 이온화돼 토성의 대기와 고리에 다다르고 일부는 눈의 형태로 지표면에 다시 떨어진다.
과학자들은 이 같은 분출 현상을 과학적으로 분석한 결과 얼어붙은 엔셀라두스 지표면 아래에 물을 담고 있는 차가운 저수지가 있을 가능성을 제기했다.
이는 비록 극한 환경이긴 하지만 생명체를 위한 서식지가 있음을 의미하는 것이다.
◆미생물이나 원시 유기체 존재 가능성
과학자들은 만약 엔셀라두스에 생물체가 존재한다면 극한 조건에서도 살아갈 수 있는 미생물이거나 원시 유기체일 것으로 내다봤다.
캐롤린 포코 연구원은 "이번 연구는 행성 탐사계획의 방향을 재정립하는 계기가 될 것"이라며 "이제 엔셀라두스가 우주생물학 연구의 최우선 대상이 됐다"고 말했다.
그는 또 "이번 발견은 엔셀라두스의 지표면 아래에 생명의 필수요소들이 존재할 가능성을 말해주는 것"이라고 덧붙였다.
그러나 미국 항공우주국(NASA) 우주생물학연구소의 데이비드 모리슨 연구원 등 과학자들은 엔셀라두스가 생명체가 살 수 있는 곳인지에 대해 아직은 조심스러운 입장을 보이고 있다.
생명체가 존재하기 위해선 물을 비롯해 안정적인 열원 및 적당한 화학반응과 같은 몇 가지 요소가 필요하기 때문이다.
열원이나 화학반응은 엔셀라두스 남극 지역에 있는 균열들에서 많이 일어난다.
카시니호가 보내 온 영상에서는 남극 지역에서 많은 균열들이 보였으며 특히 비교적 평행하게 뻗은 뚜렷한 '호랑이 줄무늬' 모양이 관찰됐다.
계곡과 비슷한 이 줄무늬는 주변의 평지보다 높은 온도를 가지며 지하에 있는 더운(그래도 얼음에 가까운) 물의 배출구일 것으로 과학자들은 추정했다.
각 줄무늬 지형은 500m 깊이에 130km의 길이로 돼 있으며 너비는 2km 정도다.
이 호랑이 줄무늬 지역은 유기물과 이산화탄소,얼음의 혼합물로 이뤄져 있는 반면 엔셀라두스의 일반 표면은 거의 순수한 얼음으로 덮여 있다.
풍부한 이산화탄소 같은 성분으로 볼 때 지속적으로 구성 물질들이 이 줄무늬 지역에선 보충되고 있을 것으로 연구진들은 예측했다.
장원락 한국경제신문 과학기술부 기자 wrjang@hankyung.com
< 엔셀라두스 지표 밑에서는 어떤 일이 … >
엔셀라두스는 남극 지역에 선명히 보이는 균열 부위 아래에서 끊임없이 얼음 입자들을 공중으로 뿜어낸다.
이 같은 분출이 일어나는 곳의 지표 아래에서는 어떤 일이 벌어지고 있을까.
카시니 이미징 사이언스 팀은 그림으로 그 메커니즘을 설명했다.
연구진들은 뜨거운 수증기를 내뿜는 일반적인 간헐천에 빗대 이 분출구를 '차가운 간헐천' 혹은 '얼음 화산'으로 표현했다.
이 모델에 따르면 지표 아래에 섭씨 0도 이상의 압축된 액체 상태 물을 담고 있는 저수지가 있고 이곳으로부터 하늘로 차가운 물질들이 분출된다.
높은 압력의 저수지가 펌프 작용을 해 액체 물을 지표면과 연결된 작은 구멍으로 밀어올리고 그 과정에서 물이 얼음 입자들로 변해 공중으로 배출되는 것이다.
여기에서 지표면으로 통하는 구멍은 남극 지역에 뚜렷이 보이는 '호랑이 줄무늬' 중 하나를 관통한다.
온도는 지표 아래로 깊이 내려갈수록 높다.
액체 상태의 물이 존재하도록 하는 열은 엔셀라두스 내부 물질의 방사성 붕괴 등으로 인해 발생하는 에너지로부터 오는 것으로 여겨지고 있다.
그러나 엔셀라두스의 내부 깊은 지역이 정확히 어떻게 활동하는지,그리고 그림에서 보이는 돌과 얼음 층이 완전히 분리돼 있는지 등에 대해서는 아직까지 파악되지 않고 있다.
