소행성 '류구' 시료 안에서 물방울 확인…지구밖 기원설 뒷받침

시료 결정(結晶) 안에 탄산수 형태로 염분과 유기물 함유

지구에서 약 3억㎞ 떨어진 소행성에서 가져온 암석 알갱이 안에서 물방울과 유기물이 확인된 것으로 일본 연구진이 밝혔다.

이는 지구의 물과 생명체를 형성할 수 있는 요소가 지구 밖에서 왔다는 가설을 뒷받침하는 새로운 증거로 제시됐다.

일본 우주항공연구개발기구(JAXA)와 AFP통신 등에 따르면 일본 도호쿠대학 지구과학 교수 나카무라 도모키 박사가 이끄는 국제 연구팀은 하야부사2호가 소행성 '류구'(龍宮) 표면에서 채취해온 암석과 먼지 시료를 분석한 최신 결과를 과학 저널 '사이언스'(Science)에 발표했다.

하야부사2호가 지난 2020년 12월 캡슐에 담아 호주 사막에 떨군 류구 시료는 5.4ｇ으로, 6개팀이 소량을 나눠받아 연구해왔다.

나카무라 박사의 '돌 분석팀'도 이 중 하나로, 미국과 영국 등 다른 나라 과학자 30여 명을 포함해 약 150명이 연구에 참여하고 있다.

연구팀은 류구 시료 중 세 번째로 큰 암석 알갱이를 포함해 모두 17개의 입자를 배정받아 일본과 미국, 유럽 등지의 싱크로트론 방사광 시설을 활용해 분석해 왔다.

연구팀은 암석 알갱이 시료의 결정(結晶) 안에서 액체 상태의 물방울을 발견했다고 밝혔다.

이 물은 유기물과 염분을 함유한 탄산수 형태로 류구가 떨어져 나온 원래 소행성에 있던 것이며, 산호 모양의 결정은 류구 모체 내부에 존재했던 물속에서 자라고 있었던 것으로 추정됐다.

연구팀은 류구 모체에서 암석 대 물의 비율이 표면에서의 깊이에 따라 차이가 있었는데 깊이 있는 암석일수록 물을 더 많이 함유한 것으로 분석했다.

이런 결과는 류구나 류구의 모체와 같은 소행성이 지구와 충돌하며 염분과 유기물을 가진 물을 제공했을 수 있다는 가설을 뒷받침하는 것이라고 연구팀은 밝혔다.

나카무라 교수는 "시료 속의 물방울은 큰 의미를 갖는다"면서 "지구에 있는 바다나 유기물의 기원과 직접 연관됐을 수 있는 증거를 발견한 것"이라고 했다.

이번 연구와는 관련이 없는 요코하마 국립대학의 우주생물학자 고바야시 겐세이 교수는 AFP 통신과의 회견을 통해 "(우주환경에서 파괴되지 않고) 시료 자체에서 물이 발견됐다는 사실이 놀랍다"면서 "이번 결과는 소행성이 얼음이 아닌 액체 형태로 물을 갖고 있고, 그 물속에서 유기물이 형성됐을 수 있다는 점을 시사하는 것"이라고 평가했다.

한편 연구팀은 칼로 잘라질 정도로 약한 류구 시료의 경도(硬度)와 열 확산율 등 시료 실측 자료를 처음으로 반영해 컴퓨터 시뮬레이션을 진행한 결과, 류구가 떨어져 나온 원래 소행성은 태양계가 형성되고 약 200만 년 뒤에 지름 100㎞ 크기로 만들어졌으며 이후 300만 년 간 50℃ 이상 열을 받으며 물과 암석 간 화학반응을 일으킨 것으로 나타났다.

류구는 지름이 10㎞가 넘지 않는 천체가 충돌하면서 충돌지점과 멀리 떨어져 있는 지역에서 나온 물질로 형성된 것으로 분석됐다.

연구팀은 류구 시료에서 1천℃ 이상 고온 환경에서 형성되는 칼슘(Ca)과 알루미늄(Al) 등이 풍부한 입자를 확인했는데, 이 입자들은 태양계 주변에서 만들어진 뒤 류구의 모체가 형성된 것으로 추정되는 태양빛이 미치지 않는 먼 외곽까지 이동한 것으로 여겨지고 있다.

이는 태양계 형성 초기에 안쪽과 바깥쪽 물질이 대규모로 뒤섞였다는 점을 보여주는 것으로 해석됐다.

/연합뉴스