인류가 태양계 내 다른 행성에서 생명체를 찾으려면 먼저 어디를 찾아야 하는지 알아야 한다.
많은 과학자들은 이 문제를 오랫동안 심사숙고하여 잠재적으로 생명체가 살 수 있는 태양계의 특정 지역을 특정하는 타당성을 제시하였다. 뉴욕 아부다비교의 Dimitra Atri가 이끄는 연구진 덕분에 이제 우리는 순위를 매기는 방법을 갖게 되었다.
Europa(유로파) arXiv 에 게재된 출판전 논문에 의하면, 이 방법론은 「미생물 거주성 지수」(MHI:Microbial Habitability Index)라고 하는 새로운 변수에 주목하고 있다. MHI는 지구상의 극한 상황에서 생존하는 몇 종류의 극한 생명체가 특정 환경에서 어떻게 서식할 수 있는지를 측정하는 지수이다.
많은 기술적 난제와 함께 논문 저자들은 MHI를 효과적으로 발전시키는 과정을 몇 단계로 세분화했다. 첫 번째로 특정 환경에서의 생존에 영향을 주는 6가지 환경적 변수를 정의했다. 그 다음으로 생존 가능 지역에 일반적으로 존재하는 환경조건 6가지를 규정했다. 그런 다음 7개의 거주 가능 지역을 선정하고 해당 지역의 환경 조건에 대한 환경 요소 데이터를 최대한 수집했다. 이 데이터에 근거해, 연구팀은 각 환경 조건에서 발견한 수치를 극한 생명체가 살 수 있는 수치와 비교해 보았다. 그 결과는 태양계 우주생물학에 관심이 있는 사람에게는 그다지 놀라운 일은 아니지만 정량화할 수 있는 자료 입수였다. 유로파, 화성, 엔셀라두스 등이 세균성 생명체 발견 가능성이 높은 후보지역으로 예상된다.
유로파 생명체에 관한 Uni verse Today 동영상 그러나 이러한 결론에 이르기까지는 많은 데이터 수집과 정량화가 필요했다. 우선 연구팀은 잠재적인 생명체 거주 가능성을 위해 어떤 환경요소가 가장 중요한지를 규정해야 했다. 이는 온도, 압력, 자외선 방사, 이온화 방사, 산도(pH), 염도 등 6가지 요소로 결정됐다. 이들 요소의 측정값 중 매우 좁은 영역에서만 생명체 생존이 가능하며 이는 생명유지에 필요한 환경적 특성이 무엇인지를 유추하는 합리적인 근거이기도 하다.
다행히 과학자들은 이들 6가지 요소의 극한 상황에서도 서식할 수 있는 생명체 형태에 대한 데이터를 수집했다. PH12.5의 강산성 환경에서도 살아남는 “Supertinomon assp. B1” 및 125메가 파스칼의 고압력도 견디는 “Thermococcuspiezophilus CDGS” 등의 지구상에 존재하는 극한 생명체가 다른 행성에서는 어떤 형태의 생명체가 생존할 수 있는지에 대한 지표를 제공하고 있다. 과학자들은 선정한 요소의 최고치와 최저치를 활용함으로써 알려진 대로 생명유지에 필요한 환경조건의 범위를 결정할 수 있었다.
엔셀라두스 생명체에 관한 Universe Today 동영상이 환경 조건에 대한 과학자들의 연구가 이어졌다. 지구상에서 생물학적으로 생명체가 서식할 수 있는 6가지 환경조건을 선정하고, 이들 각각에 대한 6가지 환경요소의 범위를 규정하였다. 이번 연구에서는 극지방(Icy Poles), 대륙표면(Suface Continent), 대륙지하(Subsurface Continent), 극지방지하(Subsurface Ices), 근해(Ambient Ocean), 심해저(Deep Ocean Floor), 그리고 심해열수공(Hydrothermal) 등이 선정됐다. 이들 환경조건은 지구상에서 어떤 형태로든 생명체 서식을 가능하게 했기 때문에 연구팀은 다른 천체에서도 그렇다고 가정했다. 태양계 안에서 그 가능성을 찾으려고 그들은 태양계의 천체를 대상으로 리스트 업 했다. 생물학적 생명체서식에 필수라고 규정한 환경요소 중 1개 이상의 요소를 넘는 대상을 배제하는 작업을 반복했기 때문에 화성, 유로파, 엔셀라두스, 타이탄, 가니메데, 칼리스토, 그리고 놀랍게도 명왕성이 생명체 서식 가능성이 있는 것으로 남게 된 것.
우선 선정 작업을 마치고 연구진은 데이터 수집 단계에 들어갔다. 그들은 천체에서 발견된 모든 환경 조건에 대해 가능한 한 많은 데이터를 수집했다. 그러나 이러한 환경 조건들은 선정된 일곱 개의 모든 천체에 있는 것은 아니었다. 예를 들어 화성에는 우리가 알다시피 심해 열수공은 존재하지 않는다. 그렇다고 화성의 나머지 환경조건이 우주생물학적으로 연구의 가치가 없다는 것은 아니다.
화성 생명체에 관한 Univers eToday 영상
가능한 모든 데이터를 수집한 후 이를 어떤 미생물이 특정 환경조건에 놓였을 때 견딜 수 있는 환경요소 범위의 자료와 비교하였다. 그리고 이 과정에서 MHI(microbial habitability index미생물거주성지수)를 생각해냈다. 그들의 계산 결과를 가장 잘 정리한 것이 아래 표인데요.
각 천체별로 선정된 6가지 환경조건에서 서식할 수 있는 극한생명체 환경요소 수치를 보여준다.
표 수치에서 분모의 숫자는 데이터를 찾은 환경 요소를 의미하지만 6보다 작은 수는 요소 중 1개 이상 발견하지 못했다는 뜻이다. 그리고 분자의 숫자는 서식 가능성이 있는 범위 내에 들어가는 환경 요소의 숫자이다. 예를 들어 표에서 Subsurface Ice 행과 Titan 열이 교차하는 1/4의 의미는 6개의 환경요소 중 4개의 데이터가 측정 가능하며 1개의 환경요소만이 극한 생명체 생존 가능 최대 및 최소 조건의 범위 내에 들었다는 것이다.
표에 나타나듯이 한국 태양계에서 생명체 존재 가능성이 가장 높은 곳은 엔셀라두스의 열수공인데 여기에는 선정된 6가지 환경요소 중 이온화 복사 항목을 제외한 모든 항목에서 생명체 서식 가능성이 있는 5/5 수치를 보여주기 때문이다. 그러나 이 얼음투성이의 엔셀라두스 외에 화성과 유로파도 다른 천체에 비해 높은 수치로 생명체가 서식할 가능성을 보여주고 있다.
이러한 장소에 존재하고 있을지도 모르는 생명체 발견을 위해 다양한 미션이 진행되고 있는데 대표적인 것이 “Europa Cliper” 미션과 화성에서 샘플을 채취해 오는 “Mars Sample Return”과 같은 미션이다. 이 논문에서는 엔셀라두스를 위한 별도의 미션을 준비해야 하는 이유도 설명한다.
이제 이를 위한 기본틀이 마련됐으니 많은 연구자와 엔지니어들이 이들 천체에 대한 연구에 집중하면 기다리고 기다리던 해답을 찾을 수 있을 것이다.
원본 출처 : https://www.technology.org/2022/03/16/7-places-life-solar-system/