[과학을 읽다]태양계 또 다른 생명체 찾아

2020년대 입체 탐험시대 열린다

▲카니시 호가 포착한 엔켈라두스.[사진제공=NASA]

[아시아경제 정종오 기자] 지구가 아닌 태양계의 다른 천체에서 생명체를 찾을 수 있을까요. 2020년대에 그 가능성이 어느 정도 윤곽을 보일 것으로 기대됩니다. 미국 항공우주국(NASA)뿐 아니라 전 세계적으로 생명체가 있을 것으로 보이는 곳에 집중 연구가 시작되기 때문입니다. 연구 조건도 매우 좋아지고 있습니다.

이르면 2020년대에 목성의 위성 유로파에 로봇 탐사선이 착륙할 것으로 예상됩니다. 이에 대한 기초보고서가 나왔고 유로파를 가정한 남극에서 관련 시험도 이뤄지고 있습니다. 현재 지구가 아닌 다른 행성에 착륙해 활동을 펼치고 있는 탐사선은 화성의 큐리오시티와 오퍼튜니티가 유일합니다.

여기에 2018년에 차세대 우주망원경인 '제임스웹우주망원경'이 발사됩니다. 허블우주망원경의 뒤를 이을 제임스웹우주망원경은 허블우주망원경보다 7배 넓은 반사경을 갖추고 있습니다. 우주와 천체에 대해 더 멀리, 더 자세히 관찰할 수 있습니다. 2020년대에 들어서면 이처럼 지금보다 훨씬 앞선 입체적 우주탐험 시스템이 갖춰집니다.

다른 천체에서 생명체를 찾는 것은 지구에서처럼 인간과 식물, 동물들이 어우러져 있는 모습을 말하는 것은 아닙니다. 미생물 수준의 생명체가 될 것으로 보입니다. 혹은 전혀 다른 형태의 생명체일 수도 있습니다.

지금까지 우주탐험으로 나온 결과를 분석한 결과 생명체가 있을 확률이 가장 높은 태양계의 천체로는 목성의 유로파, 토성의 엔켈라두스입니다. '얼음 위성'으로 이름을 알린 유로파와 엔켈라두스의 지하에는 엄청난 양의 물이 있을 것으로 추정되고 있습니다. 과학적 데이터로 입증됐습니다.

여기에 또 하나의 후보군이 최근 이름을 올렸습니다. 목성과 화성 사이 소행성대에 존재하는 왜소행성 세레스입니다. 현재까지 파악된 데이터를 종합한 결과 세레스에 유기물이 존재한다는 사실이 17일 드러났습니다.

◆토성의 위성 엔켈라두스=2005년 2월17일 토성 탐사선 카시니 호가 엔켈라두스를 근접 비행했습니다. '얼음 달(Icy Moon)'로 알려진 엔켈라두스에 처음으로 가깝게 다가선 것입니다. 이후에도 카시니 호는 몇 차례 엔켈라두스에 근접 비행을 했고 수많은 데이터를 수집해 지구로 전송했습니다. 린다 스필커 미국 항공우주국(NASA)의 카니시 호 담당 과학자는 "엔켈라두스 남극에서 간헐천이 뿜어져 나오는 것을 확인했다"며 "엔켈라두스는 매우 흥미로운 토성의 위성"이라고 평가했습니다.

카시니 호의 연구결과 간헐천뿐 아니라 엔켈라두스 지표면 아래에 거대한 바다가 있을 것으로 분석됐습니다. 전혀 예상치 못한 결과물이 나온 것입니다. 스필커 박사는 "가끔씩 과학은 우리가 의도했던 길에서 벗어나 놀라운 결과로 이어지는 경우가 많다"며 "엔켈라두스 지표면 아래에 거대한 바다가 있을 것이란 분석은 흥분되고 짜릿한 발견이었다"고 평가했습니다.

1997년 발사된 카시니 호는 2004년 토성에 도착했습니다. 올해 9월 카시니 호는 토성에 추락해 13년 동안의 임무를 끝마치고 토성에 잠듭니다.

▲목성의 달 유로파에서 여러 차례 물기둥이 솟는 것이 확인됐다.[사진제공=NASA]

◆목성의 위성 유로파=태양계에서 생명체가 살고 있을 확률이 높은 곳 중의 또 다른 후보군으로 목성의 달인 '유로파'를 꼽는 이들이 많습니다. 2020년대에 유로파에 로봇 착륙탐사선이 날아갈 예정입니다. 최근 나사는 전문팀으로부터 이와 관련된 '과학 보고서'를 제출받고 추가 검토 작업에 들어갔습니다.

이를 기본으로 나사 측은 전문가 논의를 거친 뒤 유로파 탐사선에 대한 계획을 최종 확정할 방침인 것으로 알려졌습니다. 이번 보고서에 담긴 탐사선 임무의 세 가지 중요성을 보면 무엇을 염두에 둔 프로젝트인지 가늠할 수 있습니다.

첫 번째 언급된 것은 유로파에서 생명체 흔적을 찾는데 있습니다. 유로파는 얼음 위성으로 돼 있고 지표면 아래에는 물이 있을 것으로 분석됐습니다. 두 번째 유로파 지표면의 광물을 직접 분석해 유로파가 생명거주 가능한 공간인지를 파악하는데 있습니다. 마지막으로 지하에 있는 대양에 탐사 로봇을 보내기 위한 기초 조사를 수행하는 임무입니다.

보고서에는 이 같은 세 가지 주요 임무를 수행하기 위한 관련 장비 등에 대한 내용도 담긴 것으로 전해졌습니다. 지금까지 파악된 데이터에서 과학자들은 유로파의 얼어붙은 지표면 아래 소금물이 있을 것으로 확신하고 있습니다.

유로파는 지난해 9월 허블우주망원경에도 포착돼 관심을 모았습니다. 유로파 지표면에서 거대한 물기둥이 분출되는 모습을 허블우주망원경이 촬영했습니다. 2012년에도 똑 같은 현상을 허블우주망원경이 확인한 바 있습니다. 15개월 동안 10번의 관찰에서 3번 물기둥이 솟는 것을 확인했습니다.

유로파 지표면은 엔켈라두스처럼 두꺼운 얼음으로 뒤덮여 있습니다. 아직 그 두께를 정확히 알지 못합니다. 유로파 지하 바다에 대한 상세한 데이터를 파악하기 위해서는 탐사선을 직접 보내 뚫어보는 수밖에 없습니다.

나사 측은 "유로파는 태양계에서 생명체가 살 수 있는 공간을 확보한 곳 중의 하나"라며 "이번에 확인된 물기둥은 유로파의 지하 바다에 대한 새로운 실마리를 제공하고 있다"고 설명했습니다. 내년에 제임스웹우주망원경이 발사되면 보다 상세한 데이터 파악이 가능할 것으로 기대하고 있습니다.

나사 측은 "허블우주망원경의 유로파에 대한 관측결과를 넘어 제임스웹우주망원경이 2018년 발사되고 본격적으로 활동하면 더욱 새로운 발견으로 이어질 것"이라고 전망했습니다.

▲물의 존재와 함께 유기물이 있다는 사실이 확인된 왜소행성 '세레스'.[사진제공=NASA]

◆또 하나의 강력한 후보군으로 세레스 부상=세레스는 지난해 가장 큰 관심을 모았던 천체입니다. 돈 탐사선이 세레스를 탐험하면서 그 비밀이 하나, 둘씩 드러났습니다. 이렇게 수집된 데이터를 분석한 결과 세레스 지표면에 유기화합물이 존재하는 것으로 나타났습니다. 유기화합물은 생명 발생의 기초가 되는 요소입니다. 연구결과는 17일(현지 시간) 국제학술지 사이언스 지에 실려 전 세계적 관심을 모으고 있습니다.

나사 측은 '돈 탐사선이 세레스에서 유기물에 대한 증거를 찾아냈다(Dawn Discovers Evidence for Organic Material on Ceres)'며 비중 있게 보도했습니다. 나사 측은 "과학자들이 돈 탐사선의 가시광과 적외선 분광계를 이용한 자료를 통해 이 같은 결론에 이르렀다"고 설명했습니다.

유기 분자가 존재한다는 것은 과학자들에게 매우 흥미로운 것 중의 하나입니다. 유기물은 지구의 생명체를 구성하는 기본 요소이기 때문입니다.

태양계 천체 곳곳에서 생명체의 기본이 되는 물과 유기물 등이 잇따라 발견되고 있습니다. 과학 발전과 함께 이 같은 기본 현상이 생명체 존재로까지 이어질 지 눈길이 집중되고 있습니다.

◆남극에서 유로파 탐사 연구하는 커티스 박사
"유로파와 닮았다고 생각하고 연구해요"

▲에런 커티스 박사가 남극 동굴에서 여러 가지 실험을 하고 있다.[사진제공=NASA]

나사 과학자가 때 아닌 남극에서 연구 작업을 하고 있어 관심을 모으고 있다. 나사 제트추진연구소의 에런 커티스 박사가 주인공이다. 남극에서 새로운 시도를 하고 있다. 얼음 위성인 유로파를 대상으로 직접 실험할 수 없어 환경이 비슷한 남극의 얼음 동굴에서 로봇과 장비를 시험하고 있다.

남극의 3대 활화산 중 하나인 에레버스 산 아래에 있는 얼음 동굴 등에서 유로파를 가정한 여러 가지 연구를 진행하고 있다. 얼음 동굴에서 그는 먼저 이산화탄소 수치를 측정한다. 이산화탄소 농도를 안전에 있어 가장 중요한 요소이기 때문이다. 이곳에서 에런 커티스 박사가 연구를 시작한 것은 유로파에 로봇 탐사선을 보내기 위한 사전 점검을 위해서다.

그는 이곳에서 로봇을 테스트했다. 구멍을 뚫고, 컴퓨터를 이용한 지도제작 기술 등을 시험했다. 에런 커티스 박사는 벌써 7차례 남극 에레버스 산을 방문했다. 유로파를 가정한 연구이긴 한데 남극은 유로파와 완전히 다르다. 온도도 매우 낮을 것이고 무엇보다 유로파 지표면은 목성의 방사능에 휩싸여 있을 것으로 전망되기 때문이다.

그럼에도 에런 커티스 박사가 남극 에레버스 산을 찾는 것은 미래 기술을 위해 테스트하기 가장 좋은 장소이기 때문이다. 에런 커티스 박사는 "이곳 남극의 얼음 동굴이 마치 유로파를 연상시키는 것과 같은 생각으로 연구 작업을 진행하고 있다"고 말했다. 그는 "드릴로 구멍을 뚫고 3D 입체 지도를 제작하는 등 앞으로 유로파 등 얼음위성을 탐험할 때 필요한 기술을 다양한 방법으로 시험하고 점검할 것"이라고 전했다.