[스크랩] NASA, "우리태양계 물있는 천체 9곳" / 화성 물 발견

NASA, "우리태양계 물있는 천체 9곳"

전자신문 | 입력 2015.04.14 00:16 | 수정 2015.04.14 08:57

 

 

 

"목성의 달 가니메데 · 칼리스토, 토성의 달 타이탄 · 미마스 · 유로파 · 엔셀라두스,해왕성의 달 트리톤, 왜소행성 세레스와 명왕성."

美항공우주국(NASA· 나사)이 11일 우리태양계 곳곳에 물과 바다가 있고 아마도 생명체까지 가지고 있을지 모를 천체 9곳을 인포그래픽과 함께 공개했다. 나사과학자들은 "우리태양계가 물로 꽉차 있다"면서 이처럼 구체적인 천체명을 거론했다.

얼핏보기에 우리태양계 안에서는 지구에만 바다가 있고 나머지 천체에는 물없이 건조한 지표면만 가진 황량한 곳처럼 보인다. 하지만 목성과 토성의 달들은 지표면 아래 거대한 바다를 품고 있는 것으로 드러나고 있다. 왜소행성인 세레스와 명왕성또한 유사한 저수지를 가지고 있는 것으로 보인다.

이들 천체의 물있는 거대 바다의 존재는 생명체 존재여부를 찾는 데 있어 중요한 열쇠를 제공하고 있다.

↑ 토성과 주변을 도는 주요 위성 디오네,테티스,미마스,엔셀라두스레아,타이탄을 묘사한 몽타쥬. 야페투스는 보이지 않는다. 이 유명한 사진은 1980년 11월 보이저1호가 토성을 지나며 촬영한 사진을 바탕으로 만들어졌다. 사진=나사

 

↑ 카시니가 초라영한 거대한 목성의 위성 칼리스토(맨 아래 왼쪽)와 유로파(목성의 대적점 아래 보이는 작은 흰색 천체). 과학자들은 이들 위성이 지표면 아래에 거대한 바다를 품고 있는 것으로 보고 있다. 사진=나사

 

나사는 발표문을 통해 "나사는 우리태양계 탐사임무를 통해 새로운 탐사를 함에 따라 놀라운 장소에서 물을 발견해 내고 있다"고 말했다. 또 "물은 우리가 거주가능한 행성과 지구너머에서의 생명을 찾는데 있어 한조각에 불과할 뿐이다. 그럼에도 이는 놀랍게도 일견 상관없어 보이는 세상과 연계돼 있다"고 설명했다.

물속의 화학적 성분인 수소와 산소는 우주에 가장 풍부하게 분포하고 있는 원소다. 물의 징후는 별들 사이의 거대 분자구름 사이, 또는 유년기 행성시스템을 구성하는 원반형 물질에서도 발견된다.

나사가 발표한 인포그래픽과 물이 있는 천체의 모습을 나사의 자료사진과 함께 소개한다.

■목성의 달 가니메데

과학자들은 우리태양계에 있는 거대 가스행성 목성과 토성,천왕성,해왕성의 대기에 많은 물이 포함돼 있는 것으로 생각하고 있다. 하지만 보다 관심을 끄는 천체는 이들 행성주위를 도는 단단한 달과 왜행성들이다.

예를 들어 과학자들은 최근 나사의 허블우주망원경을 사용해 목성의 달 가니메데의 지표면 아래 있는 두개의 얼음층 사이에 얼음 샌드위치처럼 소금물 층이 존재한다는 강력한 증거를 발견했다.

↑ 보이저 1호가 촬영한 목성의 위성 칼리스토의 표면에는 운석충격에 의해 생긴 수많은 크레이터가 보인다. 검은 얼음으로 된 이 지표면 아래 바다가 있을 것으로 믿어지고 있다. 사진=나사.

 

↑ 목성의 달 유로파와 가니메데는 지구로부터 5.2 AU떨어져 있는 목성의 달들이다. 1AU(1천문단위)는 는 지구와 태양 간의 거리 1억5천만km에 해당한다. 사진=나사

 

가니메데에 있는 물은 조수의 움직임에 의해 열을 발생시킨다. 목성 주변을 도는 이 달의 궤도는 완전한 원이 아니다. 이 때문에 가니메데는 목성의 인력에 의해 이끌리거나 밀리면서 지표면 아래에 있는 얼음을 녹이고 있다.

■토성의 달 유로파와 엔셀라두스

토성의 달인 유로파와 엔셀라두스도 지표면 아래에 광물질이 풍부한 바위와 접한 액체로 된 바다를 품고 있는 것으로 생각되고 있다.

이 바다는 우리가 아는 생명체 존재에 필요한 3개의 성분으로 구성돼 있는 듯 하다. 이는 생명체에 의해 사용될 수 있는 에너지원과 생물학적 대사과정에 필수적인 화학적 요소를 가지고 있는 것으로 여겨진다.

나사 탐사선 카시니는 토성의 달 엔셀라두스의 얼음을 뚫고 분출중인 간헐 온천의 모습을 사진촬영해 보내오기도 했다.

↑ 토성의 달 엔셀라두스의 남극에서 분출되고 있는 간헐천 사진. 카시니가 촬영했다. 사진=나사.

 

↑ 목성의 달 칼리스토는 지구로부터 5.2AU, 토성의 달 엘셀라두스는 지구로부터 9.5AU떨어져 있다. 사진=나사

 

게다가 최근 연구결과는 이 바다 밑바닥에 유기생명체가 살기에 적당한 환경인 열수(熱水)분출공이 있을지도 모른다는 사실까지 보여주고 있다.

나사에 따르면 물의 징후는 수성의 크레이터에서도 발견됐다.

■화성의 경우는?

나사 과학자들의 연구결과 화성은 한때 습윤한 지역이었으며 지금도 여전히 때때로 지표면에서 간단한 강물의 흐름을 보여주고 있다. 최근 코펜하겐대는 이 행성의 남북극대 지하에 있는 거대 얼음이 물(H2O)로 돼 있다는 사실을 밝혀내기도 했다.

↑ 나사는 최근 화성이 한때 물로 가득찼던 행성이라고 발표했다. 나사 과학자들은 이 물의 양은 지구 남극물의 양보다도 많지만 오늘날에는 바싹 말라 있다. 하지만 지구상의 인류가 마시는 또 한 컵의 물은 이 우주에서 왔을수도 있다고 나사과학자들은 말한다. 사진=나사

 

↑ 토성의 달 타이탄과 미마스는 지구로부터 9.5AU 떨어져 있다. 사진=나사

 

지구와 목성 사이에 있는 왜소행성 세레스또한 지표면에 물로 된 얼음을 가지고 있으며, 지표면 아래에는 물이 있을 것으로 여겨지고 있다. 나사의 우주탐사선 돈(Dawn)호는 지난 달 6일 세레스궤도에 진입했으며, 조만간 이 행성에 물이 있는지를 밝혀내게 된다.

■목성의 달 칼리스토, 토성의 달 타이탄과 미마스, 해왕성의 달 트리톤

목성의 달인 칼리스토, 토성의 달인 타이탄과 미마스, 그리고 해왕성의 달인 트리톤도 지표면 아래에 큰 바다를 가지고 있는 것으로 생각되고 있다.

과학자들은 태양계의 맨끝에 자리한 명왕성또한 축축한 환경을 가지고 있을 것으로 보고 있다.

만일 이들 천체가 물을 가지고 있는 것으로 증명된다면 이는 태양계밖의 다른 별이나 행성,위성역시 그 지표면이든 그 아래에든 바다를 가지고 있을 가능성을 보여주는 증거가 된다.

↑ 나사 과학자들은 왜소행성 해왕성의 가장 큰 위성인 트리톤에도 물이 있는 것으로 보고있다. 1989년 보이저2호가 촬영했다. 사진=나사

 

↑ 왜소행성 세레스는 지구로부터 4AU 떨어져 있다. 사진=나사

오는 2017년 발사될 외행성통과탐사위성(TESS)같은 우주망원경 위성은 주변에 있는 지구크기의 밝은 별들에 물이 있는지를 밝혀주게 될 것으로 기대를 모으고 있다.

이어 2019년 발사될 나사의 제임스웹 우주망원경도 특정한 세계의 대기모습을 더 정확하게 조사해 보여주게 된다.

■당신이 마시는 물한컵은 어느 행성에서 왔을까?

나사는 "우리는 가벼운 비에서 거세게 흐르는 강물에 이르는 지구의 물 형성 스토리가 보다 큰 우리태양계 및 그 너머의 이야기와 밀접하게 연계돼 있다는 사실을 잊기 쉽다"며 "하지만 우리태양계 안의 그 어떤 세계에서 오는 물이든 모두가 똑같이 공유되는 근원으로부터 온다"고 말했다.

나사는 "따라서 당신이 마시는 다음 번 물한컵은 쉽게 말해 혜성의 일부였을 수도 있고 또는 어느 행성의 달에 있는 바다의 물일 수도 있고, 오래 전 사라진 화성 지표면을 흐르던 바다의 물로부터 온 것으로 생각할 수도 있다"고 설명했다.

↑ 이 유로파 표면을 가로지르는 선들은 지표면 아래에 있는 물의 움직임으로 인해 얼음표면이 갈라지면서 생긴 것으로 보인다. 사진=나사

 

그는 이어 "밤하늘은 지구와 비슷한 과정에 의해 형성돼 파도가 바다를 부드럽게 쓸어내리는 모습을 가진 외행성으로 꽉 차 있을 수도 있다는 점에 유의하라"고 말했다.

■"향후 10~20년 내 외계생명체 만난다"

나사는 최근 수년간 우주에서 인류의 기원은 물론 '생명체가 있는 또다른 놀라운 세계의 존재 가능성을 찾게 만드는' 물을 계속적으로 발견해 냈다.

물이 있는 9개 천체에 대한 나사의 발표는 지난 10일 엘런 스토판 나사 수석 과학자가 워싱턴에서 "향후 10~20년 사이에 외계생명체를 발견할 수 있을 것"이라는 주장을 내놓은 데 이어 나왔다.

스토판 박사는 "우리는 우리가 살아있는 동안에 인류가 우리태양계와 그 너머에서 유일한 생명체인지 여부에 대한 답을 찾아내게 될 것"이라고 말했다. 그는 "물은 우리가 알고 있듯이 생명체가 살아가는 데 중요하다. 일부 과학자들은 물을 필요로 하지 않는 다른 형태의 생명체가 있을 수 있다고 말하고 있다. 하지만 우리는 아직까지 그런 생명체를 알지 못한다. 우리 인류가 유일한 생명체인지 아닌지를 물있는 축축한 환경에서 찾는 것은 의미가 있다"고 말했다.

우리은하계(은하수)에는 최소한 약 2천억 개에 달하는 지구처럼 생긴 행성이 있다. 스토판박사는 "인류가 이들 가운데에서 지구같은 행성 하나를 찾을 가능성이 있다"고 주장했다. 그는 "우리는 향후 10년 내 지구너머에 생명체가 있음을 보여주는 강력한 지표를 확보하게 될 것이며 10~20년 내 결정적 증거를 확보하게 될 것으로 믿는다"고 말했다. 이어 "우리는 어디서 찾아야 할지, 어떻게 관찰해야 할지를 알고 있으며 대부분의 경우 이에 필요한 기술을 가지고 있다"고 설명했다.

나사 태양물리학연구담당 이사인 제프리 뉴마크 박사는 "이는 결코 가능성의 문제가 아니라 시기의 문제"라고 말했다. 스토판 박사는 "우리는 작은 녹색인간을 말하는 것이 아니라 작은 미생물을 말하는 것"이라고 말했다. 전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com

 

 

 

화성에서 얼지않은 물 첫 발견.. 생명체 살고있을 가능성 커져

-네이처 지구과학에 실려 '큐리오시티'가 보낸 자료 "50㎝ 깊이 땅속에서 확인"조선비즈

| 박건형 기자 | 입력 2015.04.14 03:06

 

 

화성의 땅 밑에 얼지 않은 물이 존재하는 것으로 나타났다. 미국 항공우주국(NASA)을 중심으로 한 국제 공동 연구팀은 13일(현지 시각) 과학 학술지 '네이처 지구과학'에 "화성 탐사로봇 '큐리오시티(Curiosity)'가 보내온 자료에서 화성 지표 아래 약 50㎝ 지점까지 액체 상태의 물이 있는 것을 확인했다"고 밝혔다.

얼지 않은 물이 있으면 생명체가 살고 있을 가능성이 커진다. 1965년 이후 40대가 넘는 우주 탐사선이 화성을 탐사했지만, 액체 상태의 물이 발견된 것은 이번이 처음이다. 지금까지는 화성의 남극과 북극에서 얼음 상태의 물만 확인됐고, 액체 상태의 물은 흘렀던 흔적만 발견됐었다.

 

2011년 NASA가 발사한 큐리오시티는 2012년 8월 화성에 착륙해 화성의 적도 근처에 있는 샤프 산과 게일 분화구 등을 탐사 중이다. 탐사 로봇은 레이저로 지표면을 5㎝가량 굴착, 각종 토양 샘플을 채취해 분석할 수 있는 장비를 탑재하고 있다. 연구팀은 큐리오시티가 보내온 지표면 아래의 토양 샘플 자료에서 '과염소산염(過鹽素酸鹽)'이 녹아있는 액체 상태의 물을 발견했다. 염기성을 띤 성분인 과염소산염은 지구의 바다나 사막, 암석 등에서도 발견된다.

화성의 물은 밤에만 생겼다. 밤에는 화성의 대기가 식으면서 공기 중의 수증기가 응결, 땅 속으로 스며들어 과염소산염이 녹아있는 물이 된다. 하지만 낮이 되면 지표면이 뜨거워지면서 물이 증발, 과염소산염 결정만 남는다. 화성의 적도 부근은 기온이 영하 60도에서 영상 20도까지 큰 폭으로 변화한다.

연구팀은 낮은 온도에서 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 이유를 과염소산염으로 인해 '어는점 내림' 효과가 생겼기 때문이라고 설명했다. 순수한 물의 어는점은 0도지만, 과염소산염이 녹은 물은 어는점이 더 낮아진다. 연구를 이끈 하비에르 토레스 노르웨이 과학기술대 교수는 "생명체가 살기에는 낮은 온도지만, 물이 있다는 것은 생명체가 한때 살았거나 살고 있다는 근거가 될 수 있다"고 말했다.

일각에서는 과염소산염의 존재가 화성 생명 탐사에 긍정적인 신호라는 분석도 나온다. 칠레의 아타카마 지역 등 혹한 환경에서 과염소산염만 먹고 사는 미생물이 발견된 바 있기 때문이다. 이덕환 서강대 화학과 교수는 "당장 화성에 생명이 없더라도, 지구에서 이런 종류의 미생물을 화성으로 보내 번식하게 하면 생명체가 살 수 있는 환경에 좀 더 가까워질 가능성도 있다"고 말했다. - Copyrights ⓒ 조선일보 & chosun.com, 무단 전재 및 재배포 금지 -

지금도 화성 지표면 아래 거대 바다 숨겨져 있다

이정현 미디어연구소 입력 2021. 03. 17. 09:41 댓글 8개

(지디넷코리아=이정현 미디어연구소)놀라운 양의 물이 아직도 화성 지표면 아래에 숨겨져 있다는 연구결과가 공개됐다고 씨넷 등 주요 외신들이 16일(현지시간) 보도했다.

사진=NASA / JPL-칼텍/ USGS

 

한때 호수와 강이 흘렀던 화성은 지금은 메마른 사막이 됐다. 과학자들은 화성을 뒤덮었던 엄청난 물이 어떻게 사라졌는지에 대해 많은 연구를 진행해왔다. 새롭게 공개된 연구 결과에 따르면, 화성에는 여전히 많은 양의 물이 존재하는 것으로 알려졌다.

미국캘리포니아 공대 박사과정 에바 셸러는 이 논문을 통해 "기존의 대기 탈출 이론은 화성에 실제로 존재했던 물의 양을 완전히 설명하지 못한다"고 주장했다. 이 연구 결과는 16일 국제학술지 사이언스에 소개됐다.

 

■ 기존 이론, 많은 양의 물 소실 설명할 수 없어

한때 화성에 존재했다고 알려진 물의 양은 최대 1,500m 깊이의 바다가 행성 전체를 덮을 수 있는 수준으로, 대서양의 절반 이상으로 알려져 있다.

이렇게 많은 양의 물이 화성에서 사라진 이유에 대해 2020년 미국 애리조나대학 행성과학 교수 로저 옐 박사가 이끄는 연구팀은 화성이 태양과 근접할 때 대기 온도가 상승하면서 얼음 형태의 물이 대기로 올라가고, 이 현상이 먼지폭풍과 겹치면서 우주로 날아가 버린다는 대기 탈출 이론을 제시했다.

하지만, 이 연구를 통해 측정된 대기를 통한 물 손실량은 기존에 화성에 있던 많은 양의 물을 설명하기에는 충분치 않았다.

 

■ “화성 물의 30~99% 가량이 지표면 아래에 갇혀있을 것”

화성 샤프 산의 지표면 모습 (사진=MSSS / JPL-칼텍 / NASA)

미국 캘리포니아 공대 연구팀은 화성의 대기와 지각의 화학적 구성을 분석해 시간에 따른 화성 물의 양을 정량화하는 모델을 개발했다. 연구진은 고대 화성의 물 분자가 아직도 지표면 아래의 미네랄 결정 구조에 묶여있다고 설명했다.

베서니 앨먼(Bethany Ehlmann) 미 캘리포니아 공대 행성과학과 교수는 "지난 10년 간 화성 탐사를 통해 수집한 자료를 분석해 고대 함수광물(물이 있는 광물 hydrated minerals)로 이뤄진 거대한 저수지가 형성되면서 물의 양이 감소했다는 사실을 발견했다"고 밝혔다.

물과 암석이 상호작용하면 화학적 풍화 과정이 발생하면서 미네랄 구조 내에 물이 포함된 점토와 같은 물질이 생성된다. 이 현상은 지구에서도 발생하지만, 화산 활동과 같은 지질 순환 과정을 통해 암석에 갇혀있던 물은 다시 대기로 배출된다.

하지만, 화성은 현재 화산 활동이 거의 없으며 모든 물이 지각에 갇혀 있는 것으로 보인다고 연구진은 추정했다. 또, "대부분의 물은 초기에 격리된 후 다시 순환되지 않았다"고 설명했다.

연구진은 40억년 전 화성에는 100~1,500m 깊이의 바다가 전체 행성을 덮을 수 있을 만큼 충분한 물을 있었으며, 그 물의 30~99% 가량의 양이 현재 화성 지표면 아래에 미네랄 형태로 갇혀 있다고 설명했다.

향후 연구진은 미국 항공우주국(NASA) 화성탐사 로버 퍼시비어런스가 수집하는 암석 샘플을 통해 추가 연구를 진행할 예정이다. 이정현 미디어연구소(jh7253@zdnet.co.kr)