[김민재의 우주과학이야기] 넓은 우리 태양계에서 지구에만 생명체가 존재하고 있을까? 〈1116호〉
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[김민재의 우주과학이야기] 넓은 우리 태양계에서 지구에만 생명체가 존재하고 있을까? 〈1116호〉
  • 김민재 과학칼럼니스트
  • 승인 2023.05.15 14:43
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김민재 과학칼럼니스트
김민재 과학칼럼니스트

인류와 같은 지성 생명체는 물론 여러 다양한 생명체들도 지구에서만 발견되고 있다. 또한 모든 생명체의 근원이라고 할 수 있는 물도 지구에서만 직접적으로 발견되었다. 따라서 현재까지는 지구에만 생명체가 존재한다고 해석하는 편이 과학적인 결론이라고 할 수 있다. 하지만 흥미로운 점은 태양계 내 다른 천체들에서도 물이 존재한다는 과학적인 증거들이 발견되고 있다는 점이다. 예를 들면, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등의 대기에 많은 물이 존재하고 있을 것으로 생각되고 있다. 하지만, 위 행성들은 질량 대부분을 가스나 유체가 차지하고 있는 가스행성이기에 생명체가 살기에는 부적합할 수 있다.

대신 천문학자들은 이러한 행성들보다 이들의 위성에 더 큰 관심이 있다. 보이저 탐사선이나 카시니-하위헌스 탐사선 등과 같은 수많은 탐사선과 허블우주망원경은 목성의 달 가니메데, 칼리스토, 유로파, 토성의 달 타이탄, 미마스, 엔셀라두스, 해왕성의 달 트리톤, 그리고 왜소행성 세레스와 명왕성 등에 각각 다른 여러 형태의 물이 존재하는 것을 밝혀냈다. 특히, 이들은 대부분 규산염 암석 등으로 이루어져 있기에 생명체의 거주에 더 나은 환경을 가지고 있을 가능성이 크다.

먼저 태양계 행성을 도는 위성 중 가장 큰 목성의 얼음 위성 가니메데(Ganymede)는 규산염 암석과 얼음이 비슷한 비율로 구성되어 있으며, 바깥 부분은 얼음과 액체 상태의 물이 여러 층을 이루고 있다. 가니메데에는 자기장이 존재하는 데, 위 자기장은 대기를 묶어둘 수 있어서 생명체에 친화적인 조건을 제공해 줄 수 있다. 목성의 또 다른 위성인 칼리스토(Callisto) 역시 얼음과 암석이 비슷한 비율로 구성되어 있으며, 얼음, 이산화탄소, 규산염 및 다양한 유기화합물이 발견된 바 있다. 또한, 지하 깊이 지하수가 존재하고 있을 가능성이 있다. 목성의 또 다른 위성 유로파(Europa)의 중심부는 철로 이루어져 있으며, 산소로 이루어진 옅은 대기권이 있다. 표면은 얼음으로 구성되어 있는데, 이 위성에서는 무려 수증기 기둥이 관측된 바 있다. 유로파 위성에서 판 구조활동이 일어나고 있음이 밝혀지며, 지하에는 바다가 존재할 수 있을 확률도 높다고 예측되고 있다. 따라서 유로파 위성은 지구를 제외한 태양계의 천체 중 생명체가 살고 있을 확률이 가장 높은 천체로 인식되고 있다.

토성의 위성 중 가장 큰 위성인 타이탄(Titan) 역시 표면이 얼음과 암석으로 이루어져 있으며, 액체 탄화수소로 이루어진 호수가 존재하고 있다. 따라서 지구처럼 표면에 안정된 액체가 존재하고 있다. 타이탄은 질소, 메테인 등으로 이루어진 짙은 대기를 가지고 있으며 호수와 짙은 대기로 인해서 다양한 기상 현상이 발생하는 것으로 알려져 있다. 중요한 점은 위 모습이 원시 지구의 모습과 유사하다는 점이다. 따라서 미생물 등 간단한 형태의 생명체가 태동할 수 있는 충분한 환경으로 인식되고 있다. 토성의 위성 미마스(Mimas)의 내부 역시 대부분 물과 얼음으로 채워져 있다. 또 다른 토성의 위성 엔셀라두스(Enceladus)는 표면이 맑은 얼음으로 덮여 있으며, 이 위성의 남극 지방에서도 물이 주성분이며 혜성과 비슷한 화학구조를 가진 물기둥이 발견되었다. 극지방 근처에서는 수증기, 얼음 결정, 나트륨 화합물 등이 포함된 고체 물질이 우주 공간으로 뿜어져 나오는 모습까지 확인되었다. 엔셀라두스의 표면 아래 수심 10km의 바다가 존재할 가능성이 매우 높으며, 위성의 표면에서는 뜨거운 온천까지 발견되었다.

해왕성의 위성 트리톤의 표면은 낮은 온도의 고체 얼음 그리고 질소 등으로 이루어져 있다고 알려져 있으며 얼음으로 된 맨틀, 그리고 금속 및 바위 등으로 이루어진 커다란 핵이 있으리라 예측된다. 트리톤 역시 질소 등의 고체 물질이 우주공간으로 뿜어져 나오는 기둥을 가지고 있다.

인류와 같은 지성 생명체는 기적에 또 다른 기적이 수없이 겹쳐야 탄생할 수 있다. 하지만 초기 지구의 그것처럼 원시 생명체의 모습을 간직하고 있는 생명체는 비교적 쉬운 조건에서도 생성될 수 있다. 혐기성 생명체는 심지어 산소도 필요 없다. 여러분의 생각은 어떠한가? 과연 이 넓은 우주에서, 매우 평범한 우리 태양 주위를 도는 매우 평범한 행성 지구에만 생명체가 존재할 수 있다고 말할 수 있을까?

 

▲사진은 토성의 얼음 위성 가니메데(Ganumede)의 모습이다. (출처/ NASA/JPL/Space Science Institute)
▲사진은 토성의 얼음 위성 가니메데(Ganumede)의 모습이다. (출처/ NASA/JPL/Space Science Institute)

 

▲사진은 토성의 위성 엔살라두스(Enceladus)의 모습이다. (출처/ NASA/JPL/Space Science Institute)
▲사진은 토성의 위성 엔살라두스(Enceladus)의 모습이다. (출처/ NASA/JPL/Space Science Institute)

 

​▲사진은 토성의 위성 미마스(Mimas)의 모습이다. (출처/ NASA/JPL/Space Science Institute)
​▲사진은 토성의 위성 미마스(Mimas)의 모습이다. (출처/ NASA/JPL/Space Science Institute)

 


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