(This figure illustrates a cross-section of Enceladus, showing a summary of the processes SwRI scientists modeled in the Saturn moon. Oxidants produced in the surface ice when water molecules are broken apart by radiation can combine with reductants produced by hydrothermal activity and other water-rock reactions, creating an energy source for potential life in the ocean. Credit: SwRI)
토성의 위성 엔셀라두스는 지름 500km에 불과한 작은 얼음 위성이지만, 토성 최대의 위성 타이탄과 함께 과학자들의 중요한 탐사 목표로 주목 받고 있습니다. 얼음 지각 아래 바다의 존재가 강력히 의심되기 때문입니다. 하지만 액체 상태의 물이 실제로 존재한다고 해서 반드시 생명체가 존재할 것이라고 추정하기는 어렵습니다. 그러나 과학자들의 기대가 큰 것도 사실입니다.
사우스웨스트 연구소 (Southwest Research Institute (SwRI))의 크리스틴 레이 (Christine Ray)를 비롯한 연구자들은 엔셀라두스 얼음 지각 아래 바다에 미생물에게 에너지를 공급할 화학 물질이 충분할 것이라고 주장했습니다. 연구팀은 2017년 나사 카시니 탐사선 데이터를 기반으로 엔셀라두스에 상당한 양의 에너지 흐름이 형성될 수 있는 모델을 제시했습니다.
암석으로 된 엔셀라두스의 핵은 토성의 중력에 의해 상당한 에너지를 받아 지구의 열수 분출공처럼 다양한 물질을 바다로 방출할 가능성이 높습니다. 여기서 환원성이 큰 환원제 (reductants) - 예를 들어 황산 및 철 화합물 - 이 배출될 수 있는 것입니다. 반면 엔셀라두스 얼음 지각 표면에서는 태양과 다른 우주선에서 나오는 고에너지 방사선 덕분에 물이 산소나 혹은 과산화수소 분자로 바뀔 수 있습니다. 카시니는 엔셀라두스 표면에서 수소 분자를 확인해 이에 대한 간접적인 증거를 제시했습니다.
이렇게 표면에서 생성된 산화제 (oxidants)는 얼음 지각의 균열을 타고 바다로 들어갈 수 있습니다. 결국 이 둘이 만나면 산화 - 환원 과정을 이용해 에너지를 생산하는 미생물이 탄생할 수 있는 것입니다. 지구에서 흔히 보는 메탄 생성균이나 다른 화학 에너지 이용 세균처럼 광합성 없이도 에너지를 얻는 미생물이 존재할 수 있다는 이야기입니다.
물론 이는 가능성을 제시한 것이지만, 연구팀이 만든 모델은 엔셀라두스의 바다에 미생물 생태계가 만들어질 수 있는 충분한 에너지원이 있다는 것을 보여줬습니다. 그것도 매우 다양한 메뉴가 있어 여러 가지 화학 반응을 이용하는 다양한 미생물이 탄생할 수 있습니다.
그러나 가능한 것과 실제로 존재하는 것은 다른 이야기입니다. 결국 확인하기 위해서는 직접 엔셀라두스의 바다에 탐사선을 보내거나 혹은 최소한 표면에라도 탐사선을 보내야 할 것입니다. 그것이 언제가 될지는 아직 모르지만, 과학자들은 결국 직접 탐사선을 보내 생명체가 실제로 존재하는지 검증할 것입니다.
참고
https://phys.org/news/2020-12-potentially-diverse-metabolic-menu-enceladus.html
hristine Ray et al, Oxidation processes diversify the metabolic menu on Enceladus, Icarus (2020). DOI:
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