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[궁금한S] 인류의 영원한 궁금증 "태양계에서 다른 생명체가 존재할까?"

[앵커]
과학에 대한 모든 궁금증을 풀어주는 '궁금한 S' 시간입니다.

'지구 바깥의 다른 천체에도 생명체가 살고 있지 않을까?'라는 생각 한 번쯤 해보셨을 텐데요.

최근, 생명체가 존재할 가능성이 큰 행성들이 발견돼 큰 관심을 받고 있다고 합니다. 생명체의 흔적을 찾는 과정을 화면으로 만나 보시죠.

[이효종 / 과학유튜버]
지구처럼 바다를 가진 천체가 있을까요? 바다는 지구 생명체의 근원으로 꼽히는 만큼 어떤 천체에 바다가 존재한다면 그곳엔 생명체가 존재할 가능성이 매우 높은데요. 그래서 오래전부터 과학자들은 태양계 행성과 주변 위성에서 바다를 찾으려고 노력했다고 합니다.

그러던 중 태양계에서 생명체가 존재할 확률이 높은 행성이 있었는데요. 토성의 위성 중 지름이 500km에 불과한 위성인 '엔셀라두스'. 과학자들이 이 엔셀라두스를 탐사한 결과, 이곳에 숨겨진 해양이 존재할 가능성이 있다고 밝혔습니다.

엔셀라두스는 1789년 윌리엄 허셜이 발견했으며 토성의 위성 중에서는 여섯 번째로 큽니다. 표면은 온통 얼음으로 뒤덮여 있는데요. 얼음은 빛을 매우 잘 반사하기 때문에 크기에 비해 매우 밝게 빛나죠. 그래서 관측하기도 매우 쉬웠다고 하는데요.

과학자들이 엔셀라두스에 큰 관심을 갖는 것은 태양계에서 생명체가 있을 것으로 유력시되는 위성이기 때문입니다. 당초 얼음 왕국쯤으로 인식됐던 엔셀라두스는 2005년 우주 탐사선인 카시니호 덕에 그 가치가 확 바뀌게 되었는데요. 카시니호는 엔셀라두스의 갈라진 얼음 지각에서 간헐천이 뿜어져 나오는 것을 관측했습니다.

간헐천은 뜨거운 물과 수증기가 주기적으로 분출하는 온천으로 초당 200kg의 얼음과 수증기가 분출하는데, 엔셀라두스는 워낙 중력이 약하고 대기가 없어 수백km 높이까지 솟구친다고 합니다. 그러니까 엔셀라두스의 갈라진 얼음 지각에서 간헐천이 뿜어져 나오는 것은 그 아래에 바다가 있다는 강력한 증거가 되는 것이었죠.

이후 2015년, 카시니호는 엔셀라두스 표면 아래 49km 깊이에서 포착한 수증기 기둥을 분석했습니다. 연구팀은 수증기의 96~99%를 차지하는 물을 제외한 가장 비중이 높은 성분이 지구의 심해처럼 수소 (0.4~1.4%)라는 점을 주목하고 있는데요. 수소는 이산화탄소와 화학반응을 일으켜 미생물의 필수 에너지원인 메탄을 생산하기 때문이죠.

수증기 기둥에서 수소 농도가 다른 기체보다 높게 나온 데다 미량의 이산화탄소의 메탄도 확인돼 생명체가 발생하는 데 적합한 여건을 갖추고 있다는 게 연구팀의 판단이라고 합니다.

엔셀라두스가 태양으로부터 멀리 떨어져 있어서 생명체의 광합성이 어렵다고 생각하시는 분들 많으실 텐데요. 하지만 지구 심해의 온천도 빛없이 수소와 이산화탄소가 만드는 메탄으로 박테리아 등 생명체가 존재하듯 엔셀라두스의 바다도 같은 환경 조건을 갖추고 있어 미생물이나 이들을 먹고 사는 해양생명체가 살 가능성이 높다는 것이죠.

엔셀라두스 외에도 목성 위성 '유로파'나 해왕성의 '트리톤'등에도 바다가 있다는 것을 발견하기도 했는데요. 특히 목성의 유로파는 달보다 약간 작은 위성으로 두께가 최대 수십km에 이르는 얼음이 표면을 둘러싸고 있습니다. 내부 투시 장비를 통해 관측해본 결과 깊이가 100km에 이르는 지하 바다가 있을 가능성이 큰 것으로 과학계는 분석했습니다.

바닷물의 양은 지구의 2배에 이르며 생명체가 꽤 서식할만한 곳일 수도 있다는 연구 결과가 나왔는데요. 이 지하 바다는 목성 주변을 유로파가 타원형을 그리며 돌고 있기 때문에 생긴 현상입니다. 목성에서 멀 때와 가까울 때가 반복되며 목성 중력이 유로파를 당겼다 미는 효과가 지속적으로 생기는데요. 타원형 궤도가 유로파 내부에 마찰을 일으키며 얼음을 녹이는 것이죠. 두꺼운 얼음으로 둘러싸인 지하 바다에는 당연히 햇빛이 닿지 않습니다.

이는 광합성을 기초로 한 일반적인 생태계가 형성되긴 어렵다는 뜻인데요. 과학계는 이 문제의 돌파구를 지구 바다의 열수분출구에서 찾습니다. 열수분출구는 마그마로 뜨겁게 데워진 바닷물이 솟구치는 곳인데, 지구에선 이런 곳에서도 복잡한 생태계가 형성됩니다. 유로파에도 열수분출구가 있다면 햇빛 대신 열수분출구의 열기와 화학물질을 먹고 사는 미생물이 생태계의 최하층을 이루고, 그 위로 점차 큰 생물이 사는 바다를 가정할 수 있는데요. 물로 형성된 바다가 있다는 점은 분명 생명체 탄생에 유리한 조건이라는 것이죠.

오늘 '궁금한 S'에서는 지구가 아닌 다른 태양계에서도 생명체가 존재하는지에 대해 알아봤는데요. 최근 400℃가 넘는 금성에서도 생명체가 존재할 때 발견되는 가스인 '인화수소'가 관측돼 미생물 같은 생명체의 존재 가능성이 높아졌는데요. 이 같은 노력이 계속된다면 언젠간 지구 바깥의 또 다른 생명체를 발견할 수 있지 않을까요? 그럼 '궁금한 S'는 여기서 인사드릴게요. 과학에 대한 궁금증이 있다면 언제든 유튜브에 사이언스 투데이를 검색해주세요. 이상 궁금한 S였습니다.
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