토성 위성 엔셀라두스…생명 구성 요소 갖추고 있다?

토성 위성인 엔셀라두스(Enceladus)에선 생명에 중요한 물, 유기화합물, 수소 등이 존재하는 것으로 밝혀졌으며 지구 외 생명체가 존재할 가능성을 가진 별로 유망시되고 있다. 새로운 연구에 따르면 엔셀라두스가 생명 서식에 적합한 환경을 제공할 수 있음을 발견했다.

엔셀라두스에 관한 지금까지 대부분 지견은 1997년 발사된 토성 탐사기 카시니에 의해 초래된 것. 카시니는 2017년 토성 대기권에 돌입해 임무를 마쳤지만 과학자는 이후 카시니가 남긴 방대한 데이터 분석에 쫓기고 있다. 미국 산타페연구소는 2023년 10월 29일 발표한 연구에서 엔셀라두스에 존재하는 화학물질과 원소 비율과 엔셀라두스에 존재할 가능성 있는 생명에 의한 물질 대사를 모델화했다.

이 연구 초점은 엔셀라두스 바다에서 암모니아와 무기 인 발견이다. 엔셀라두스 얼음 틈에서 뿜어내는 간헐천을 관찰한 카시니 데이터를 분석한 결과 얼음 아래 바다에는 높은 수준 무기 인산이 포함되어 있다는 게 밝혀졌다. 연구자는 이에 대해 이 인 존재에 관한 보고는 엔셀라두스 분출물로부터 지구 생명체 많은 원소 성분인 탄소와 질소, 수소, 산소를 동정한 이전 연구에 이어지는 것이라고 설명한다. 또 계속되는 연구로 엔셀라두스 바다에는 아미노산 전구체, 암모늄, 탄화수소 등 생물에 공통되는 화학물질이 많이 발견됐다.

연구팀은 추가 분석으로 지구 바다에서 확인된 탄소와 질소, 인 비율인 레드필드 비율을 단서로 엔셀라두스 바다에 생명이 살 가능성을 모색했다. 레드필드 비율은 미국 해양학자인 알프레드 레드필드에서 명명한 단어다. 레드필드는 1934년 해양 바이오매스 전체에서 탄소와 질소, 인 비율이 일관되게 106:16:1이라는 걸 발표했다. 후속 연구는 이 비율이 지역과 식물 플랑크톤에 의해 조금 변화하고 정확한 비율은 166:22:1인 것으로 나타났다.

여기에서 중요한 건 원소 레드필드비는 지구상 생물 전체에 적용할 수 있는 보편성이 있기 때문에 지구 외 생명체 탐사에 있어서도 중요한 지표가 된다는 것이다. 이에 대해 연구팀은 이런 보편성에서 레드필드비는 유로파나 엔셀라두스 같은 해양 세계에서 우주 생물학적 생명 검출 타깃이 되는 시그니처라고 생각되고 있다고 설명하고 있다.

연구팀은 레드필드비를 이용해 메탄 생성 고세균이 엔셀라두스에서 번식할 수 있는지 모델을 개발해 카시니 데이터에 적용해 검증했다. 그 결과 엔셀라두스 바다에는 인이 고농도로 존재하고 있고 전체 비율은 지구 생명과 유사한 세포에 한정되어 있을 가능성이 있는 걸 알 수 있었다.

엔셀라두스 바다에 암모니아와 인이 존재하고 이 비율이 지구 바다 레드필드비와 일치하고 있다는 이번 연구 결과로부터 연구자는 레드필드비가 엔셀라두스와 유로파 등 천체에서 생명을 탐구할 징후로 중요한 일과 이런 천체 화학 조성을 완전히 이해하기 위해 추가 조사를 할 필요성을 강조했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.