토성의 6번째 위성에도 생명체가?… 유럽우주국, 로봇 탐사선 계획[Science]

엔켈라두스 남극 ‘거대 물기둥’
유기분자 스펙트럼 신호 포착

2005년 2월 나사(미 항공우주국)가 찍은 토성의 위성 엔켈라두스 남극 지역에서 물 얼음과 수증기의 기둥이 분출되고 있는 모습. AP 뉴시스

생명의 기원이 바다 밑 열수구라는 이론이 과학계에서 주목받는 가운데, 태양계 밖이 아닌 안에서도 이와 유사한 조건이 발견됐다. 토성의 여섯 번째 위성 ‘엔켈라두스(Enceladus)’가 그 주인공이다. 직경 500㎞ 남짓한 이 얼음 위성은 지표 아래 두께 수십㎞의 얼음층 아래 전 행성 규모의 액체 바다를 품고 있는 것으로 알려져 있다.

2005년 나사(미 항공우주국)의 탐사선 ‘카시니-하위헌스’는 엔켈라두스 남극에서 거대한 물기둥이 우주로 뿜어져 나오는 장면을 포착했다. 이후 근접 비행을 통해 이 물기둥에서 수소, 메탄, 이산화탄소, 암모니아 등 생명체 구성 성분으로 이어질 수 있는 물질들이 실제로 검출됐다. 특히 수소는 해저 암석과 물이 고온에서 반응할 때 생성되는 대표적인 부산물로, 내부에 열수 활동이 일어나고 있음을 추정할 수 있다. 2023년엔 독일 베를린자유대를 중심으로 한 국제 연구진이 카시니호의 관측 데이터를 다시 분석해 그동안 확인하지 못했던 인의 존재까지 확인함으로써 생명체를 구성하는 ‘6대 필수 원소’(탄소, 수소, 산소, 질소, 황, 인)를 모두 발견했다고 밝히기도 했다. 같은 해 제임스웹우주망원경(JWST)은 엔켈라두스의 물기둥이 우주 공간으로 최대 1만㎞ 넘게 뻗어 있다는 사실을 확인했다. JWST는 이 물기둥에서 확산된 수증기와 유기분자의 스펙트럼 신호도 포착하며, 지하 바다에서 복잡한 화학 반응이 이어지고 있을 가능성에 힘을 실었다.

과학계는 엔켈라두스 바다의 바닥이 규산염 암석으로 구성돼 있고, 조석열(행성과 위성 사이 중력에 의해 발생하는 위성의 마찰열)과 방사성 붕괴열이 존재한다는 점에서 지구의 심해 열수구와 매우 유사한 환경이 형성돼 있을 가능성이 크다고 본다. 즉 생명의 기원이 심해 열수구 가설로 설명된다면, 엔켈라두스는 생명 존재 가설과 증거를 모두 가지는 셈이다. 엔켈라두스는 착륙 없이도 물기둥을 통해 분출된 물질을 포집할 수 있어, 향후 외계 생명체 탐사에서 가장 유력한 후보 중 하나로 손꼽힌다. 유럽우주국(ESA)은 2040년 전후 엔켈라두스 탐사를 목표로 로봇 탐사선을 계획 중이며, 나사도 시료 채취용 우주선 설계 개념 검토를 진행하는 것으로 알려졌다.

구혁 기자