토성의 얼음 위성 엔셀라두스, 생명체 탐사에 유리한 조건 확인

AI 요약

토성의 위성 엔셀라두스는 얼음 지각 아래 액체 바다가 있고, 남극의 균열에서 바닷물 성분을 담은 얼음 입자가 우주로 뿜어져 나옵니다. NASA의 카시니(Cassini) 탐사선은 이 분출물을 여러 차례 통과하며 염분과 유기 화합물을 분석했습니다. 프라이에 베를린 자유대학교(Freie Universität Berlin) 연구진이 참여한 두 연구는 분출물 입자의 형성 과정과 바다 환경에서 미생물이 생존할 가능성을 각각 살폈습니다.

얼음 입자가 바다 성분을 분리합니다

첫 번째 연구는 카시니 자료와 장기 실험실 실험, 이론 모델을 바탕으로 바닷물이 얼음 지각의 균열을 지나 우주로 나오는 과정을 재구성했습니다. 바다 표면에서 기포가 터지면 작은 물방울이 생기고, 수증기가 이 물방울을 균열 밖으로 운반합니다. 연구진은 물방울이 즉시 얼어붙는다는 기존 가정과 달리, 천천히 얼어붙는다고 보고했습니다.

얼음이 느리게 형성되는 동안 물에 녹아 있던 물질은 서로 분리됩니다. 예를 들어 염화나트륨과 탄산나트륨이 한 물방울 안에서도 서로 다른 곳에 모입니다. 물방울은 균열을 따라 올라가며 시속 최대 1,000킬로미터까지 가속되고, 얼음 벽과 부딪히면 수 마이크로미터 크기의 파편으로 쪼개져 우주로 나갑니다. 그 결과 입자 하나에 특정 물질이 높은 농도로 담길 수 있습니다.

연구를 이끈 프랭크 포스트버그(Frank Postberg)는 엔셀라두스가 화학 실험실에서 해야 할 시료 분리와 농축을 자연적으로 수행한다고 설명했습니다. 미생물 성분이 든 물방울도 얼고 쪼개지는 과정에서 일부 얼음 입자에 집중될 수 있습니다. 탐사선이 많은 입자를 개별 분석하다가 그런 입자를 만나면, 현재 기술로도 생명 흔적을 비교적 쉽게 식별할 가능성이 있다는 설명입니다. 유럽우주국(ESA)이 계획 중인 L4 임무도 생명 흔적 탐사를 목표로 삼고 있습니다.

엔셀라두스 모사 환경에서 메탄 생성 미생물이 자랐습니다

두 번째 연구는 엔셀라두스 바다와 비슷한 화학 조건을 실험실에서 만들고, 지구 심해 열수구 주변에 사는 메탄 생성 고세균(Methanothermococcus okinawensis)을 넣어 반응을 살폈습니다. 모사 환경은 산소 농도가 매우 낮고 탄산염 농도가 높으며 pH가 10 또는 11에 이르는 강한 알칼리성이었습니다. 암석과 물의 반응으로 생기는 수소도 실험에 반영했습니다.

이 미생물은 이산화탄소가 녹아 있지 않은 최적 배양액에서는 높은 pH 조건에서 자라지 못했습니다. 그러나 엔셀라두스 모사 환경에서는 계속 자라며 수소를 이용해 메탄을 만들었습니다. 이산화탄소가 적은 조건에 맞춰 대사를 조정하는 모습도 보였습니다. 공동 저자인 노자이르 카와자(Nozair Khawaja)는 예상보다 성공적인 결과였다고 말했습니다.

두 연구는 엔셀라두스의 얼음 입자에서 생명 흔적을 찾을 가능성과, 지구의 일부 미생물이 그곳과 비슷한 환경을 견딜 가능성을 보여줍니다. 다만 미생물이 실험실 모사 환경에서 자랐다는 사실은 엔셀라두스에 실제 생명체가 있다는 뜻이 아닙니다. 연구진도 생명체의 존재를 확인한 것이 아니라, 생명체가 있다면 향후 탐사선이 흔적을 찾을 여지가 있음을 제시했다고 선을 그었습니다.

Hacker News 반응

• @jibal — 계획 중인 탐사선이 생명 흔적을 이전에 생각한 것보다 훨씬 쉽게 찾을 수 있다는 말은 있지만, 엔셀라두스에 생명체가 있다고 생각할 이유는 없습니다.
  • @moron4hire — 엔셀라두스는 태양계에서 외계 생명체를 찾기에 가장 유망한 곳 가운데 하나로 여겨집니다. 연구자들은 얼음 지각 아래 전 지구적 바다가 있고, 더 아래에는 암석 핵이 있다고 봅니다. 남극의 균열에서는 거대한 물기둥이 솟아 얼음 입자를 우주로 뿜어냅니다. 카시니는 이 분출물을 여러 차례 분석했고, 엔셀라두스는 바다 시료를 직접 분석할 수 있었던 유일한 외계 물의 사례입니다. 시료에서는 염분과 유기 화합물이 발견됐고, 해저 열수 과정의 징후도 나왔습니다. 그러니 이 분야를 연구하는 사람들이 생명체가 있을 가능성을 생각할 이유는 있습니다.
  • @jibal — 답글들은 생명체가 실제로 있다고 생각할 이유를 하나도 제시하지 못했습니다. “있을 수도 있다고 생각할 이유”와 “있다고 생각할 이유”는 전혀 다릅니다. 기본적으로 불가능하지 않다는 말입니다. 실험은 기존 미생물이 모사 환경에서 죽지 않았다는 사실을 보였을 뿐입니다. 연구진도 엔셀라두스에 생명체가 있다는 뜻은 아니라고 인정했습니다.
• @I_dream_of_Geni — 토성이나 목성의 위성에서 조류 같은 생명체를 찾는 데 500억 달러 이상을 쓰면 어떨까요? 그래서요? 우리가 그곳에 가서 뭔가 할 수 있는 것도 아닌데, 왜 중요하다고 생각하나요? 사람들이 실제로 어떻게 생각하는지 진지하게 궁금합니다.
  • @torben-friis — 생명체가 지구 생명과 관련 있는지, 아니면 독립적으로 생겨났는지 알 수 있기 때문입니다. 지구와 다른 생명이 어떤 모습인지, 생명이 처음 어떻게 생기는지, 우주에서 생명이 얼마나 흔한지 알아볼 수 있습니다. 이걸 중요하지 않다고 여기는 이유를 상상하기 어렵습니다.
  • @I_dream_of_Geni — 천문학적인 비용을 생각하면 중요하지 않을 수도 있다는 말입니다. 정말 10조 달러를 쓸 만큼 생명체 발견이 가치 있나요?
  • @randochatter — 그 10조 달러는 어차피 쓰입니다. 호화 요트와 사유지, 정치적 영향력에 쓸지, 의료와 교육, 태양계 탐사에 쓸지는 선택의 문제입니다.
• @jiggawatts — 완전히 다른 생물권은 생화학 연구의 금광이 될 수 있습니다. 고압·저온 환경이나 지구 생명체에 독성이 있는 화학물질 속에서 작동하는 효소를 발견할 수 있습니다. 저온에서 암모니아를 생산하는 간단한 촉매를 찾아 비료를 싸게 만들 수도 있습니다. 무엇을 찾을지는 직접 탐사하기 전까지 모릅니다.
• @veexx103 — 그곳에 생명체가 정말 있다면 우주 어디에나 생명체가 있다는 뜻입니다. 그 가능성이 정말 무섭습니다.
  • @bpodgursky — 꼭 그렇지는 않습니다. 유기물을 실은 운석이 태양계 안에서 오간 적이 많으므로, 태양계 여러 천체의 생명체가 하나의 기원에서 나왔을 가능성도 충분합니다. 그렇다고 우주 전체에 생명체가 흔하다는 뜻은 아닙니다.
  • @adrian_b — 생명체가 생길 조건은 우주 여러 곳에 있겠지만 모든 항성계에 그런 조건이 있는 것은 아닐 겁니다. 생명체가 생기는 곳 가운데서도 박테리아보다 복잡한 생물로 진화하는 곳은 매우 드물 가능성이 있습니다. 목성이나 토성의 위성에 생명체가 있다 해도 박테리아, 많아야 원생동물보다 복잡하지 않을 수 있습니다. 지구에서는 햇빛에서 에너지를 얻는 능력이 큰 다세포 생물의 진화에 중요했지만, 그런 위성에서는 햇빛이 약하고 생명체가 있을 만한 깊이까지 빛이 도달하지 않을 가능성이 큽니다.

원문: Freie Universität Berlin / 번역·요약: Trawling