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[IT뉴스][사이언스샷] 토성의 위성, 생명체 가능성 다시 부상…새 유기 분자 발견

온카뱅크관리자

2025-10-02 07:37:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 토성 고리의 유기 분자, 엔켈라두스서 확인 방금 분출된 물기둥 분자와 일치 우주방사선 노출 탓이라는 주장 반박 유럽우주국, 새 탐사 계획 추진 
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 <img alt="토성의 위성인 엔켈라두스에서 물기둥이 분출되는 모습의 상상도. 뒤에 보이는 천체가 고리 달린 토성이다. 엔켈라두스는 목성의 위성인 유로파와 함께 태양계에서 생명체가 있을 가능성이 가장 큰 천체로 꼽힌다./NASA" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/02/chosunbiz/20251002073139998saif.jpg" data-org-width="1667" dmcf-mid="uEa5mDzTo1" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/02/chosunbiz/20251002073139998saif.jpg" width="658">
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 토성의 위성인 엔켈라두스에서 물기둥이 분출되는 모습의 상상도. 뒤에 보이는 천체가 고리 달린 토성이다. 엔켈라두스는 목성의 위성인 유로파와 함께 태양계에서 생명체가 있을 가능성이 가장 큰 천체로 꼽힌다./NASA
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 토성의 위성인 엔켈라두스(Enceladus)가 생명을 품고 있을 가능성이 다시 제기됐다. 이 천체에서 생명체와 연관된 새로운 유기 분자가 발견된 것이다. 20년 전 지하에서 분출된 물기둥에서 유기물이 관측되면서 엔켈라두스는 태양계에서 지구 말고 생명체가 있을 가능성이 가장 큰 천체로 알려졌다.
 최근 엔켈라두스에서 발견된 유기물이 지하 바다가 아니라 지표면에서 우주 방사선에 의해 생겼다는 주장도 나와 생명체에 대한 회의론도 제기됐다. 이번에 다시 생명체와 관련이 깊은 복잡한 유기 분자가 새로 발견되면서 지구 밖에서 생명체를 찾을 수 있다는 희망이 다시 살아났다. 과학자들은 아직 결론을 내리기 어려운 만큼 계속 탐사할 가치가 있다고 주장했다.
 ◇토성 궤도서 위성 내부 물질 확인
 유럽우주국(ESA)은 “카시니(Cassini) 탐사선이 토성 궤도를 돌며 관측한 데이터를 분석한 결과 엔켈라두스에서 새로운 복합 유기 분자들이 분출되고 있음을 발견했다”고 1일 국제 학술지 ‘네이처 천문학’에 발표했다.
 카시니 연구진은 새로운 유기 분자가 나오는 것은 엔켈라두스의 지하 바다 내부에서 복잡한 화학 반응이 일어나고 있음을 분명히 보여주는 증거라고 설명했다. 특히 이러한 반응 중 일부는 생명체와 관련이 있는 분자로 이어지는 연쇄 반응 일부일 수 있다고 추정했다.
 지난 3월 국제천문연맹(IAU) 발표에 따르면 토성의 위성은 총 274개이다. 엔켈라두스는 그중 여섯 번째로 큰 위성이면서 외계 생명체를 품은 바다를 가진 천체로 꼽혔다. 카시니는 2005년 엔켈라두스 남극에서 표면이 갈라져 생긴 이른바 ‘호랑이 줄무늬(tiger stripes)’라는 곳에서 물기둥들이 분출되는 모습을 관측했다.
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 <img alt="토성 위성 엔켈라두스와 남극의 물기둥 분출 모습의 합성 사진. 탐사선 카시니호는 2005년 엔켈라두스의 남극에서 물기둥이 분출되는 모습을 처음 포착했다./NASA" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/02/chosunbiz/20251002073141578awji.jpg" data-org-width="1600" dmcf-mid="zGMSaL5raZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/02/chosunbiz/20251002073141578awji.jpg" width="658">
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 토성 위성 엔켈라두스와 남극의 물기둥 분출 모습의 합성 사진. 탐사선 카시니호는 2005년 엔켈라두스의 남극에서 물기둥이 분출되는 모습을 처음 포착했다./NASA
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 베를린자유대의 노자이르 카와자(Nozair Khawaja) 교수 연구진은 카시니가 2017년 임무를 마치기 전까지 관측한 데이터를 분석했다. 카시니는 토성의 E 고리를 통과할 때마다 엔켈라두스에서 나온 얼음 입자를 계속 감지했다. 과학자들은 이 얼음 입자에서 많은 유기 분자를 발견했다. 그 안에는 생명체의 단백질을 만드는 아미노산이 될 전구체도 들어있었다.
 문제는 토성의 고리에 있는 얼음 입자들은 수백년 동안 우주 방사선에 노출돼 화학적 성질이 변했을 가능성이 있다는 점이다. 연구진은 답을 찾기 위해 최근에 분출된 더 신선한 얼음 입자들을 조사했다. 카시니는 2008년 엔켈라두스의 얼음 분출물 속을 직선으로 통과했다. 그때 불과 몇 분 전에 분출된 신선한 입자들이 시속 약 18km로 카시니의 우주먼지분석기(CDA)에 충돌했다.
 카와자 교수는 ‘속도’가 이번 연구의 관건이었다고 설명했다. 엔켈라두스에서 분출된 얼음 입자에는 유기물 같은 다른 분자도 있는데 카시니가 천천히 충돌하면 얼음 입자가 산산조각이 나고 물 분자 군집이 형성돼 다른 분자 신호를 가린다. 반면 얼음 입자가 분석기에 빠르게 충돌하면 물이 나오기 전에 유기 분자 신호를 포착할 수 있다.
 연구진은 수년간 카시니 데이터를 분석한 끝에 토성의 E 고리에서 찾은 유기 분자들이 엔켈라두스에서 나온 얼음 알갱이에도 있음을 확인했다. 유기 분자가 우주방사선이 만든 게 아니라, 엔켈라두스의 지하 바다에서 나왔음을 입증한 것이다.
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 <img alt="유럽우주국(ESA)는 2042년 토성의 위성 엔켈라두스에 탐사선과 착륙선을 보낼 계획을 추진 중이다. 그림은 그 상상도이다. 뒤로 고리가 있는 토성이 보인다./interplanetary.tv" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/02/chosunbiz/20251002073142852smyh.jpg" data-org-width="1024" dmcf-mid="q8RvNo1mgX" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/02/chosunbiz/20251002073142852smyh.jpg" width="658">
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 유럽우주국(ESA)는 2042년 토성의 위성 엔켈라두스에 탐사선과 착륙선을 보낼 계획을 추진 중이다. 그림은 그 상상도이다. 뒤로 고리가 있는 토성이 보인다./interplanetary.tv
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 ◇청신호 켜진 엔켈라두스 추가 탐사
 특히 이번 분석에서 이전에 찾지 못한 더 복잡한 유기 분자도 발견했다. 연구진은 “이번 발견이 엔켈라두스에 생명체가 존재한다는 증거는 아니지만, 생물학적으로 관련성 있는 물질의 형성을 이끌 수 있는 복잡한 화학 경로가 작용 중임을 시사한다”며 “ESA의 생명체 흔적 탐사 계획을 뒷받침한다”고 말했다. 그는 “엔켈라두스에 대한 모든 신호가 녹색(진행 가능)으로 보인다”고 덧붙였다.
 과학자들은 자기력과 중력 관측 정보를 토대로 엔켈라두스에는 표면의 지하 40㎞에 최대 수심 10㎞인 바다가 있다고 추정했다. 표면의 얼음층과 중심부의 암석층 사이에 바다가 있다는 말이다. 엔켈라두스의 지하 바다는 토성이 끌어당기는 힘을 받아 가열되고 물기둥을 표면으로 뿜어낸다. 이 현상은 제임스 웹 우주망원경도 2023년 포착했다. 당시 물기둥이 1만km 가까이 뻗어 나갔다. 일부는 토성 중력에 끌려 고리에 들어갔다.
 아직 탐사선은 엔켈라두스의 지하 바다를 직접 탐사하지는 못했다. 간접적 증거만 찾은 셈이다. 생명체 회의론이 계속 나오는 것도 그런 한계 때문이다. 지난달 이탈리아 국립천체물리학·우주행성연구소(INAF) 과학자들은 국제 학술지 ‘행성과 우주과학’에 엔켈라두스에서 분출된 물기둥에서 나타난 유기 분자들은 지하 바다가 아니라 지표면에서 우주방사선에 의해 생성됐을 가능성이 있다고 주장했다. 연구진은 엔켈라두스 환경을 모사한 실험에서 방사선으로 아미노산 전구체 분자까지 만들었다.
 이번 연구는 일단 토성 고리에 있는 유기 분자가 엔켈라두스의 물기둥에서 나왔고, 오랫동안 우주방사선에 노출되면서 생긴 게 아니라 분출될 때부터 물기둥에 있었다는 사실을 확인했다. 아직 이탈리아 연구진의 실험까지 반박하지는 못하지만, 논란이 한쪽으로 기울어지지는 않도록 했다.
 과학자들은 카시니를 이어 새로운 엔켈라두스 직접 탐사를 기대하고 있다. 이번 연구에 참여하지 않은 ESA 태양계 부문 책임자 요른 헬베르트(Jörn Helbert) 박사는 영국 가디언지 인터뷰에서 “2042년경 발사 예정인 새 임무 계획이 엔켈라두스 궤도를 돌며 물기둥을 통과할 궤도선과 엔켈라두스 남극 지역에 착륙할 착륙선으로 구성될 것”이라며 “엔켈라두스가 액체 상태의 물과 에너지, 복잡한 유기 분자 등 생명체를 품을 수 있는 모든 요소를 갖췄기 때문에 그 흔적을 찾는 탐사선을 보내는 것이 시의적절하다”고 말했다.
 참고 자료
 Nature Astronomy(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-025-02655-y
 Planetary and Space Science(2025), DOI: https://doi.org/10.1016/j.pss.2025.106179
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