뒤집고 뒤집히는 목성 위성 유로파 생명체 존재설

"방사성원소 붕괴열로 생명체 유지"…얼음층 두꺼워 생명체 유지 에너지원 없다는 분석 반박

목성의 위성 유로파. 1990년대 후반 NASA의 갈릴레오 탐사선이 촬영한 유로파 사진을 종합해 만들었다. NASA 제공

지구의 달처럼 목성 주변을 도는 위성 유로파는 표면 얼음층 아래에 바다가 있어 생명체 존재 가능성이 제시된 천체다. 최근 생명체를 유지할 만한 에너지원이 없을 것이라는 연구결과가 나오며 기대감이 다소 식었다. 미국 항공우주국(NASA) 과학자들이 유로파의 암석에서 나온 방사성 원소의 붕괴열이 생명체를 지탱하기에 충분할 수 있다는 관점을 새롭게 제시했다. 

국제학술지 사이언스는 17일 미국 지구물리학회에서 발표된 응옥 투안 트루옹 NASA 고다드 우주비행센터 연구원의 연구결과를 23일(현지시간) 소개했다. 유로파의 암석에서 바다로 방출된 방사성 원소들이 바닷속 생명체를 유지할 정도로 충분한 에너지를 생성할 수 있다는 내용이다.

유로파의 생명체 가능성을 예상하는 기존 모델은 해저 심해 열수구에서 뜨거운 물이 암석과 반응해 미생물이 연료로 쓸 수 있는 고에너지 수소 이온을 생성한다는 가설이 핵심이다.

지난해 12월 미국 지구물리학회에서 발표된 NASA 연구에서는 유로파의 얼음층 두께가 예상보다 훨씬 두꺼워 35km에 달한다는 결과가 제시됐다. 2016년부터 목성 주변을 돌고 있는 탐사선 '주노'가 수집한 데이터가 활용됐다. 유로파 바다 내에서 생명체 진화에 필요한 열과 화학 반응이 부족할 수 있다는 분석이 이어졌다.

트루옹 연구원은 유로파의 내부 열이 아닌 암석 자체가 에너지원을 제공할 수 있다고 가정했다. 시간 흐름에 따라 다른 원소로 붕괴하면서 열을 방출하는 방사성 원소가 유로파 암석에서 용출돼 바다로 유입된다는 것이다.

연구팀은 유로파, 엔셀라두스, 지구의 해양 연구를 바탕으로 유로파 바다 내부의 세 가지 방사성 동위원소 우라늄(U)-235, 우라늄-238, 칼륨(K)-40) 농도를 모델링했다. 토성의 위성인 엔셀라두스는 유로파와 마찬가지로 바다가 있어 주목받는 천체다.

분석 결과 방사성 원소의 붕괴열로 리터(L)당 세포 1000개 이상의 생명활동을 지탱할 것이라는 결론이 나왔다. 유로파 바다 전체에서 대왕고래 약 1000마리에 해당하는 생물량을 감당할 수 있다는 계산이다.

트루옹 연구원은 "유로파의 미생물 생명체가 바다 깊숙한 곳의 열원에 의존하지 않고 어디에서나 생존할 수 있을 것"이라고 설명했다.

지난해 발사된 NASA의 유로파 탐사선 '클리퍼'를 통해 방사성원소 붕괴 가설이 검증될 전망이다. 앞서 주노는 유로파의 얕은 대기에서 칼륨을 발견했다. 칼륨-40이 붕괴됐을 때 나오는 아르곤(Ar)-40의 존재를 클리퍼가 탐지할 수 있다. 클리퍼는 2031년 유로파를 근접 비행할 예정이다.

미국 항공우주국(NASA) 유로파 클리퍼 탐사선의 콘셉트 일러스트. NASA/JPL-Caltech 제공

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]