[아하! 우주] 누구있나요?..유로파 등 얼음 위성에서 생명체 찾는법

[서울신문 나우뉴스]

목성 위성 유로파 내부의 상상 그래픽

최근 화성의 예제로 크레이터에 착륙해 탐사를 시작한 퍼서비어런스 로버의 가장 중요한 임무는 과거 있었을지도 모르는 화성 생명체의 증거를 찾는 것이다. 물론 아주 오래전 생명체가 있거나 혹은 최근까지 있었다고 해도 이를 증명하기는 쉽지 않다. 그래서 미 항공우주국(NASA)의 과학자들은 퍼서비어런스 로버에 '셜록'(SHERLOC, Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) 이라는 탐사 장비를 탑재했다. 셜록은 라만 분광기의 일종으로 암석 샘플 속의 유기물의 흔적을 찾을 수 있다. 유기물, 특히 생명 현상과 연관이 있는 유기물을 셜록으로 확인하고 조사하면 화성 생명체에 대한 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다.

그런데 태양계에서 생명체가 있을 가능성이 가장 높은 장소는 사실 화성이 아니라 내부에 바다가 있는 목성과 토성의 얼음 위성이다. 과학자들은 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스 내부에 바다가 있거나 최소한 액체 상태의 물이 존재한다고 확신한다. 많은 양의 물과 유기물이 있고 위성 내부에 열에너지가 존재한다면 지구 깊은 바닷속에 있는 열수 분출공처럼 많은 생명체가 존재할 수 있다.

하지만 얼음 위성의 두꺼운 얼음을 뚫고 내부의 바다를 조사하는 일은 현재 기술 수준에서 거의 불가능에 가까운 일이다. 지구에서 매우 멀리 떨어져 있어 탐사선을 보내기도 어렵지만, 더 큰 문제는 적어도 수십㎞ 두께의 단단한 얼음 밑에 바다가 있다는 사실이다. 따라서 과학자들은 이 난관을 극복하고 바다 내부의 유기물과 생명체의 증거를 수집하기 위해 여러가지 참신한 아이디어를 제시했다.

서밋 기지에서 왓슨으로 작업 중인 연구원에 모습

2019년 그린란드의 서밋 기지(Summit Station)에서 드릴로 얼음을 뚫고 연구를 진행한 NASA 제트추진연구소(JPL) 왓슨 연구팀도 그중 하나다. 왓슨(WATSON, Wireline Analysis Tool for the Subsurface Observation of Northern ice sheets) 역시 셜록처럼 자외선 레이저 라만 분광기의 일종으로, 셜록과 다른 점은 드릴에 연결해 사용하기 위해 1.2m의 원통형 구조로 만들었다는 점이다. (사진) 왓슨이라는 이름은 아마도 셜록과 짝을 맞추기 위한 것으로 보인다.

연구 결과 왓슨은 100m 아래의 얼음 속에서 유기물과 미생물 군집을 매우 효과적으로 찾아냈다. 과학자들은 유로파나 엔셀라두스에 생명체가 있다면 균열을 타고 올라와 얼음 속에도 일부 존재할 것으로 기대하고 있다. 지구의 경우에도 지각과 얼음 속에 적지 않은 미생물이 존재하기 때문이다. 따라서 탐사선 역시 수십㎞의 얼음을 뚫고 내부로 들어가지 않더라도 표면과 가까운 장소에서 미생물을 발견할 수 있다.

NASA는 2030년대에 유로파 클리퍼라는 궤도 탐사선을 보내 유로파를 상세히 관측할 계획이다. 실제 착륙선을 내려보내 얼음 지각을 탐사하는 것은 유로파 클리퍼 다음 탐사선의 임무다. 왓슨 같은 탐사 장치는 아마도 이 차세대 착륙선에 탑재될 것이다. 여기서 유기물이나 생명체의 증거가 확인되면 그 다음에는 샘플을 채취해 지구로 가져오거나 혹은 현지에서 조사할 방법을 고민해야 한다. 이 과정에는 적지 않은 시간과 비용이 들어가겠지만, 결국 인류는 답을 알아낼 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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