[사이테크+] "생명체 가능성 1순위 목성의 달 유로파, 초기엔 차가웠을 수도"

美 연구팀 "유로파 형성 수십억년 후 금속핵 만들어진 듯…생명체 존재 가능성 저해"

지구의 달보다 약간 작지만 태양계에서 지구 밖 생명체 존재 가능성이 가장 큰 것으로 추정되는 목성의 달 유로파는 어떻게 현재 모습이 됐을까? 유로파가 기존 가설과 달리 차가운 상태에서 시작해 느리게 진화하며 내부가 뜨거워졌을 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

미국 애리조나주립대 조지프 오루크 교수와 케빈 트린 연구원(박사과정) 연구팀은 19일 과학저널 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에서 유로파 형성과 진화에 관한 시뮬레이션 연구 결과 유로파는 형성된 후 수십억 년이 흐른 뒤 내부에 금속성 핵이 만들어졌을 가능성이 있는 것으로 나타났다고 밝혔다.

목성 탐사선 갈릴레오의 유로파 중력 데이터에 따르면 유로파는 지구의 달보다 약간 작지만 금속성 핵과 암석 맨틀, 액체 바닷물, 얼음 껍질 등 4개 층으로 이루어진 것으로 추정된다.

특히 액체 바다는 영양분과 에너지가 풍부해 태양계에서 지구 밖 생명체가 존재할 가능성이 큰 곳 중 하나로 꼽힌다.

연구팀은 이 연구에서 유로파 같은 작은 달은 얼음, 암석, 금속 같은 차가운 혼합물로부터 형성될 수 있다는 가정하에 컴퓨터 시뮬레이션 실험을 실시, 유로파의 진화 과정에 대한 새로운 가설을 제시했다.

유로파 형성 초기의 온도를 절대온도 200~300K(-73.5~26.85℃)로 가정하고 이후 진화 과정을 시뮬레이션 한 결과 유로파가 수분이 있는 암석으로부터 형성됐을 경우 진화 과정에서 내부가 점점 뜨거워져 암석에서 직접 물이 방출돼 액체 바다가 형성되고 표면에 얼음 껍질을 만들어질 수 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 유로파가 이런 과정을 통해 진화했을 경우 중심부에 있을 것으로 추정되는 금속성 핵은 유로파가 만들어지고 수십억년 후 형성되기 시작했고 이후 맨틀과 바다가 분리됐을 가능성이 있다고 말했다.

이는 그동안 과학자들이 얼음으로 덮인 유로파의 내부 금속핵이 물질들이 충돌하며 유로파가 만들어지는 동안 또는 만들어진 직후 형성됐을 것으로 추정해온 것과는 매우 다른 것이다.

공동연구자인 카버 비어슨 박사는 "태양계 대부분 행성의 내부 구조가 행성 형성 직후 만들어졌을 것이라는 기존 통념으로 볼 때 유로파의 내부 구조가 서서히 진화했을 가능성을 보여주는 이 연구 결과는 매우 흥미로운 것"이라고 말했다.

논문 제1 저자 겸 교신저자인 케빈 트린 연구원은 "유로파에 생명체가 서식할 수 있는 환경이 존재할 가능성은 액체 바다가 형성되는 과정과 화학 성분, 물리적 조건 등에 달려 있기 때문에 유로파 바다의 기원은 매우 중요하다"고 말했다.

유로파의 금속핵 존재 여부와 금속핵이 유로파 형성 초기에 만들어졌는지 아니면 차가운 상태에서 출발해 방사성 물질로 인해 서서히 가열되면서 만들어졌는지는 생명체 존재 가능성에 매우 중요하다.

연구팀은 이 결과는 유로파처럼 지구 질량의 약 1%에 불과한 작은 달에는 애초 금속핵 형성과 해저 화산, 지속적인 암석-물 화학반응 같은 과정을 일으키거나 유지할 충분한 에너지가 없었을 수 있음을 시사한다며 이는 유로파의 생명체 존재 가능성 역시 불확실하다는 것을 의미한다고 설명했다.

미국 항공우주국(NASA)은 유로파에 생명체가 존재할 가능성을 탐사하기 위해 내년 10월 탐사선 '유로파 클리퍼'(Europa Clippers)를 발사할 계획이며 유로파 클리퍼는 2030년 4월 유로파에 도착할 예정이다.

트린 연구원은 "이번 연구 결과로 볼 때 유로파의 열수(hydrothermal) 활동과 해저 화산은 매우 제한적일 수 있고 이는 생명체 서식 환경이 존재할 가능성을 저해하는 것"이라며 "유로파는 단순히 젖어 있는 아기 지구가 아니라 풀어야 할 미스터리로 가득한 특별한 세계"라고 말했다.

/연합뉴스