"토성 위성 엔켈라두스 해저에 '온천' 발견"..외계생명?

"토성 위성 엔켈라두스 해저에 '온천' 발견"..외계생명?

연합뉴스 | 입력 2015.03.12 04:17 | 수정 2015.03.12 06:29

(샌프란시스코=연합뉴스) 임화섭 특파원 = 토성의 위성 엔켈라두스(Enceladus)의 해저에서 온천이 발견됐다. 지구 바깥에서 뜨거운 물이나 온천 활동이 탐지된 것은 이번이 처음이다.

영국 런던에서 발간되는 과학 학술지 네이처는 11일(현지시간) 미국 볼더 콜로라도대 쉬샹원 교수가 이끄는 다국적 연구팀의 논문을 게재했다.

이 연구팀은 토성 고리를 이루는 입자를 연구해 왔다.

지름이 약 500km인 엔켈라두스는 두꺼운 얼음층으로 표면이 덮여 있으나, 10년 전 카시니 우주탐사를 통해 이 위성의 남극에서 얼음이 뒤섞인 화산 활동이 발견됐다.

↑ 토성의 위성 엔켈라두스 (AP=연합뉴스 자료사진)

당시 데이터를 분석한 과학자들은 염류를 포함한 얼음 결정들이 화산에서 분출되고 있다는 사실을 발견했는데, 이는 얼음층 아래에 바다가 있다는 점을 보여 줬다.

중력을 이용한 측정에 따르면 엔켈라두스의 남극에 있는 바다는 얼음 표면으로부터 30∼40km 내려간 곳에 있으며, 바다의 깊이는 약 10km다.

이런 관측을 바탕으로 과학자들은 엔켈라두스에서 분출되는 얼음 입자들이 토성 주변에 'E 고리'를 만든다는 사실을 밝혔다.

카시니 우주탐사에서는 또 E 고리에 이산화규소(SiO₂) 나노입자가 있다는 사실도 밝혀졌다. 이산화규소는 지구에 있는 모래의 주성분이다.

독일 슈투트가르트대의 프랑크 포스트베르크 교수 등은 실험을 통해 E 고리에서 발견되는 이산화규소 나노입자의 크기로 볼 때 특정한 열 조건이 엔켈라두스의 분화구에 존재한다는 결론을 내렸다.

암석과 물이 만나는 지점의 온도가 섭씨 90도 근방이어야 하고, 물의 수소이온농도(pH)가 8.5∼10.5로 지구의 바닷물보다 염기성을 더 띠고 있어야 하고, 염류의 농도는 4% 미만이라는 것이다.

이는 2000년 대서양 심해에서 발견돼 '잃어버린 도시'(the Lost City)라는 별칭이 붙은 해저온천과 유사한 조건이다.

프랑스 낭트대의 가브리엘 토비 교수는 네이처에 함께 실린 논평에서 '잃어버린 도시'의 조건들이 엔켈라두스와 같은 외계 위성의 열 시스템을 연구하는 모델이 될 수 있다고 설명했다.

'잃어버린 도시'는 해수면으로부터 800m 아래에 있으며, 여기에는 칼슘으로 이뤄진 최고 높이 60m 규모의 깔때기가 해저로부터 솟아 있다. 여기에는 햇빛이 없이 매우 알칼리성이 높은 여건에서 생존하는 생물들이 다양한 생태계를 이루고 있다.

일부 과학자들은 이런 심해의 알칼리성 온천 지대에서 지구의 생명체가 처음 발생했으리라고 추측하기도 한다고 토비 교수는 전했다.

외계 생명체가 있을지도 모르는 유력 후보 중 하나로 꼽혀 온 엔켈라두스에서 이번에 뜨거운 물이 분출되는 열수(熱水) 활동의 증거까지 발견됨에 따라 우주생물학자들의 관심이 높아질 것으로 예상된다.  solatido@yna.co.kr(끝)

 

 

 

토성 위성서 海底온천 발견

입력 : 2015.03.13 03:00

대서양의 심해 온천과 비슷… 박테리아 등 생명체 가능성

토성의 위성 엔켈라두스(Enceladus)에서 해저 온천(溫泉)이 탐지됐다. 화성이나 소행성 등에서 얼음과 물이 발견된 적은 있지만 지구가 아닌 곳에서 온천 활동이 탐지된 것은 이번이 처음이다. 과학자들은 엔켈라두스의 온천이 지구에서처럼 생명체의 원천이 될 수 있다고 기대하고 있다.

미국 콜로라도대 쉬샹원 박사가 이끄는 국제 공동 연구진은 국제 학술지 '네이처' 12일자에 발표한 논문에서 "엔켈라두스에서 뿜어져 나오는 실리카(이산화규소) 입자는 해저 온천에서 생성됐음을 관측 결과와 실험을 통해 입증했다"고 밝혔다. 실리카는 모래의 주성분이다.

지름이 약 500㎞인 엔켈라두스는 표면이 두꺼운 얼음층으로 덮여 있다. 미국과 유럽의 공동 탐사선 카시니호는 2005년 엔켈라두스 남극에서 물과 얼음, 유기물들이 깃털 모양으로 뿜어져 나오는 모습을 처음으로 관측했다. 이를 토대로 지표 중력 차이를 분석한 결과 지하 40㎞에 최대 깊이 10㎞의 바다가 있다는 사실이 밝혀졌다. 지하에 물이 있으면 암석층보다 중력이 낮게 나온다.

미국과 독일 연구진은 카시니호가 측정한 실리카 입자는 그 크기로 볼 때 섭씨 90도 이상에서 염기성 물이 암석과 만났다가 갑자기 온도가 내려가는 조건에서 생긴 것으로 추정했다. 엔켈라두스는 얼음층 아래 바다가 있고 그 아래에 뜨거운 핵이 있다. 연구진은 핵에 있는 구멍 사이로 돌아다니면서 암석과 화학적 반응을 한 뜨거운 물이 바다 밑바닥에서 솟아오르면서 찬 바닷물과 만나는 상황이라고 가정했다.

일본 연구진은 실제 실험을 통해 이와 같은 조건에서 카시니호가 측정한 것과 같은 크기의 실리카 입자가 생성되는 것을 확인했다. 앞서 과학자들은 엔켈라두스에서 뿜어져 나온 실리카 입자들이 나중에 토성의 고리로 간다는 사실을 알아냈다.

엔켈라두스의 해저 온천에는 생명체가 살 가능성이 크다. 이 온천이 2000년대 초 대서양 심해(深海)에서 발견된 해저 온천과 비슷하기 때문이다. '잃어버린 도시'란 별명이 붙은 대서양 해저 온천에서는 박테리아와 관벌레, 조개 등 다양한 생명체가 발견됐다.

연구진은 "무엇보다 실리카 입자가 과거가 아니라 현재 활동 중인 해저 열수 활동으로 만들어졌다는 사실이 중요하다"고 밝혔다. 카사니호는 올 하반기 엔켈라두스에서 박테리아의 에너지원이 될 수소가 분출되는지 알아볼 계획이다. 이미 미국과 프랑스 과학자로 구성된 또 다른 국제 공동 연구진이 "엔켈라두스에서 분출되는 메탄도 해저 온천에서 생성된 것"이라는 연구 결과를 발표해 생명체 존재 가능성을 더욱 높였다.