스페이스 클럽 미생물은 토성의 위성 엔셀라두스에서 생존할 수 있으며, 과학자들은 우리가 그들을 찾을 수 있다고 생각합니다

[발사총책임자]

우주를 가속하는 얼어붙은 물방울이 지구 밖 생명에 대한 진실을 담고 있을 수 있습니다.

(이미지 출처: NASA/JPL-캘텍)

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우주에서 생명을 찾는 지속적인 탐색 속에서, 새로운 증거는 연구자들이 토성의 위성 엔셀라두스를 향하도록 이끌고 있습니다.

엔셀라두스는 토성에서 여섯 번째로 큰 위성으로, 지름은 애리조나 너비 정도이며, 우주로 물 기둥을 뿜어내는 거대한 지하 해양을 가진 것으로 여겨집니다. 지구 주변에 알려진 145개의 위성 중 하나인 엔셀라두스는 태양계 내 외계 생명체를 찾는 과학자들의 관심을 끌고 있습니다. 그리고 새로운 연구에 따르면, 그들이 올바른 장소를 찾고 있을 수도 있습니다. 여러 신설 논문에서 나온 새로운 증거는 엔셀라두스 해양에서 미세한 생명체가 생존할 수 있으며, 행성의 기둥이 본질적으로 내부의 화합물과 광물을 '조직'한다는 것을 시사합니다. 이는 달의 바다에 무엇이 있는지 탐사하는 것이 이전에 생각했던 것보다 더 쉬울 수 있다는 뜻입니다.

"생명 탐구에 있어 매우 좋은 소식입니다,"라고 이 새로운 연구들 중 하나의 주저자이자 다른 연구의 공동 저자인 프랭크 포스트베리가 성명에서 말했다. "미래 우주선은 플룸 내 많은 개별 얼음 입자를 분석해야 할 것입니다. 하지만 미생물 물질이 포함된 것을 발견한다면, 이미 사용 가능한 기술로 입자 내 생체 신호를 비교적 쉽게 확인할 수 있을 것입니다."

행성 준비 샘플

엔셀라두스만이 태양계에서 물이 있는 유일한 곳이 아닙니다 — 그렇다면 왜 생명체를 찾는 데 이렇게 흥미로운 곳일까요? 그것은 광범위하고 액체 상태인 바다의 해저와 관련이 있습니다.

이 수역의 깊은 바닥에서는 과학자들이 열수 과정, 즉 표면 아래의 뜨거운 물과의 반응이나 움직임이 일어나고 있다고 생각합니다. 바다에서 솟아오르는 기둥에는 미량의 염분과 유기 화합물도 포함되어 있습니다. NASA의 카시니 우주선은 10년 전 기둥 속을 통과하며 이 흔적을 발견했습니다. 열수 활동과 물 속의 유기물 및 광물 덕분에 이 위성의 바다는 생명을 유지하는 데 관여할 수 있는 여러 측면을 가지고 있습니다.

더불어, 카시니 데이터, 이론 모델, 실험실 실험을 결합해 포스트버그의 새 연구에서 연구팀은 플룸의 물방울이 시속 621마일(1,000킬로미터)까지 우주로 분출될 때 예상만큼 빨리 얼지 않는다는 사실을 발견했습니다. 이전에는 물방울이 우주에 도달하면 즉시 얼어붙을 것이라고 생각했지만, 포스트버그와 동료 연구자들은 오히려 얼음이 훨씬 느리게 일어날 것이라고 말했습니다.

또한 이 냉동 과정에서 물방울 속의 소금, 유기 화합물(그리고 생명의 흔적일 가능성)이 서로 분리된다는 것도 발견했습니다. 게다가 연구팀은 입자들이 우주로 폭발될 때 종종 행성 표면의 얼음 균열과 충돌해야 한다고 말합니다. 결국 개별 성분이 분리된 작은 얼음 조각들을 남기게 됩니다.

본질적으로, 지구가 해양 재료를 아주 작고 얼어붙은 입자 조각으로 조직한 것과 같습니다.

"엔셀라두스는 실제로 지구 화학 실험실에서 많은 노력이 필요한 샘플 분석 작업을 대신해 많은 작업을 해주고 있다,"고 포스트버그는 같은 성명에서 말했다. "해양 성분들은 서로 분리되어 동시에 개별 얼음 입자로 농축된다."

미래를 내다보면, 연구자들은 이론적으로 이 지식을 활용해 행성에서 샘플을 더 쉽게 수집할 수 있을 것입니다. 유럽우주국의 L4 같은 엔셀라두스 향 임무가 개발 중이라면, 우리는 엔셀라두스의 바다에 무엇이 있는지(그리고 생명체인지)에 대해 더 빨리 알 수 있을 것입니다.

실험실에서 엔셀라두스 창조하기

미래의 우주선이 엔셀라두스 바다에서 얼어붙은 방울 조각을 수집할 수 있을지 지켜보는 동안, 연구진은 실험실에서 달의 바다 조건을 재현해 생명체를 얼마나 잘 지원하는지 테스트했습니다.

이 바다에 대해 모든 것을 알지는 못하며, 생명체가 존재하는지, 혹은 생명을 유지할 재료를 포함하는지에 대한 미스터리는 여전히 남아 있지만, 카시니 같은 임무에서의 이전 관측에서 몇 가지는 알고 있습니다. 예를 들어, 바다는 상당히 염기성이고 알칼리성이며, 산소가 거의 없고, 탄산염과 열수 활동이 풍부하다는 것을 알고 있습니다.

이 두 번째 논문의 연구팀은 이 모든 요소를 포함시켜 실험실에서 미니 엔켈라두스 해양을 만들었습니다. 그리고 가짜 엔셀라두스 바다에서 생명이 살아남을 수 있는지 알아보기 위해, 승무원들은 미세한 종인 메타나모코쿠스 오키나엔시스를 추가했다. 지구에서는 이 미생물이 종종 열수 분출구 근처에서 발견됩니다. 게다가 이 종은 산소가 필요 없으며(수소와 이산화탄소에 의존합니다). 엔셀라두스도 열수 활동이 있고 산소가 매우 적다는 점을 고려하면 도입한 종은 매우 합리적인 선택이었습니다.

이 미생물 그룹은 실제로 가짜 엔셀라두스 바다에서 잘 자랐으며, 환경에서 수소를 자라고 흡수했습니다. 사실, 탱크 내 이산화탄소가 많지 않았음에도 미생물들은 저항하며 비교적 빠르게 환경에 적응했습니다.

"이것은 우리에게 정말 놀라운 일이었습니다,"라고 베를린 자유대학교의 행성 과학자인 연구 기고자 노자이르 카와자는 같은 성명에서 말했습니다. "이번 실험은 이렇게 성공적인 결과를 기대하지 못했습니다."

이 연구가 엔셀라두스의 바다와 유사한 환경에서 생명이 스스로 유지할 수 있음을 보여주고, 미래 우주선이 행성 샘플을 얼마나 쉽게 조사할 수 있는지를 보여주는 또 다른 연구는 과학자들에게 이 위성에서의 생명 탐색을 계속할 희망을 줍니다.

포스트버그는 "엔셀라두스에서는 지구상에서 가장 오래된 대사 시스템 중 하나가 매우 알칼리성 환경에서도 작동할 수 있을 것"이라고 말했다. "그렇다고 해서 토성의 위성에 생명체가 있다는 의미는 아니지만, 우리의 첫 번째 연구는 만약 존재한다면 미래의 우주 임무들이 엔셀라두스 연기의 개별 얼음 입자를 분석해 흔적을 찾을 가능성이 높을 수 있음을 보여줍니다."

이 연구는 Science Advances 학술지에 발표된 두 개의 새로운 연구에서 설명되어 있습니다.

스페이스 클럽(Space Club)