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과학과 상식

토성의 위성 타이탄에 생명체가 존재할 가능성

by 푸른바다99 2022. 6. 14.
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토성의 위성 타이탄에는 땅도 있고 바다도 있고 유기물질도 풍부해요. 
그래서 과학자들은 타이탄에 생명체가 있을 가능성이 높다고 합니다. 
이 타이탄의 생명체 존재 가능성을 한번 자세히 알아보죠 토성의 위성 타이탄은 그 크기부터 엄청납니다. 
태양계에서 가장 큰 위성 가니메데 다음으로 두 번째로 큰데요.
반지름이 대략 2천575km 이 크기는 달보다는 1.5배나 거대하고 지구 사이즈랑 비교하면 지구의 40% 정도 됩니다.
타이탄이 그렇게 크다면 지구에서도 관측이 잘 되겠네요.
하지만 타이탄은 대기가 너무 짙기 때문에 지구에서는 망원경으로 타이탄 내부를 제대로 관찰할 수가 없어요. 
그래서 타이탄은 한동안 베일에 쌓여 있던 수수께기의 천체였죠. 
그런데 1997년 유럽 우주국과 나사가 토성 그리고 그 위성들을 탐사하기 위해서 카시니 하위언스호를 발사했고 이 카시니호가 타이탄을 방문 수백 장의 사진들 그리고 대기 성분 분석 값을 지구로 보내면서 그 정체가 밝혀졌습니다.
카시니호가 보내온 타이탄의 모습은 생각보다 상당히 평범했어요. 
타이탄 대부분 지역은 넓은 평온이었고 또 위도가 낮은 지역에는 바람이 만들어 놓은 모래 언덕도 있었어요. 
또 최고 3337m나 되는 높은 산도 있었죠. 
이 사진만 얼핏 보면 뭔가 황사가 오거나 미세먼지 가득한 날에 지구랑 비슷해요.
게다가 이 타이탄의 하늘에는 구름하고 대기도 있는데요. 
이 타이탄의 대기에서는 기상 현상도 일어나서 지구처럼 비도 내리고 평지에는 호수가 만들어지고 또 고도가 낮은 지역에는 바다까지 있었어요. 
우리 지구에서도 구름이 생기고 비가 내리고 이렇게 물이 순환하는 것처럼 타이탄에서도 액체 순환이 이루어진다는 거죠.
야 이 정도면 진짜 타이탄에 그 뭐야 언제나 옳았던 타노스 선생 사는 거 아니야 아니면 우리 지구인들이 언젠가 타이탄에서 살 수도 있는 거 아니야
하지만 타이탄의 실상은 이런 아름다운 상상과는 조금 다릅니다. 
태양으로부터 무려 14킬로미터 가량이나 떨어져 있기 때문에 태양열을 제대로 공급받지 못하거든요. 
이렇게 열 공급이 안 되다 보니까 타이탄의 평균 온도는 영하 179도 그야말로 타이탄은 초거대 냉동고라고 할 수 있겠어요.
아니 뭐야 영하 백칠십구도 그러면 물은 어떻게 있고 또 구름은 또 어떻게 있다는 거야 어 원래 같으면 이 위성에
모든 것들이

얼어야 하는 거 아니야 가시니오를 통해서 확인한 구름 산 그리고 바다는 우리가 보통 알고 있는 그것들과는 상당한 괴리가 있었어요. 
타이탄의 산은 물이 완전히 얼어붙어서 생긴 언덕이었고 타이탄의 바다는 메탄이 액체가 돼서 모인 바다예요 구름도 지구처럼 수증기가 모여 있는 하얀 구름이 아니라 누리끼리한 모습이에요.
타이탄을 사진으로만 봤을 때는 저기 살 만하겠네 싶었는데 지구처럼 온화한 지역이 절대 아닌 거죠. 
이렇게나 극악의 환경인데도 타이탄을 발견했을 당시 과학자들의 의견은 아주 긍정적이었어요. 
이 타이탄은 지구를 제외하고는 지표면에 안정적으로 액체가 유지되는 것을 확인한 첫 번째 천체입니다. 
어쩌면 이곳에 생명체가 있을지도 모르겠어요.
또 타이탄은 대기층이 있는 덕분에 바람도 불고 비도 내려요. 
생명체를 찾기 위한 최적의 장소인 거죠. 
그럼 먼저 타이탄의 대계에 대해서 자세히 살펴보죠 타이탄은 아주 짙은 대게를 가지고 있습니다. 
대기 밀도는 지구의 4배 귀압은 지구에 약 1.45배
그리고 대기 성분의 98% 가량은 질소 그리고 소량의 메탄가스로 이루어져 있어요. 
그런데 정말 신기한 사실은 태양계에서 질소 대기를 가진 천체는 지구를 제외하면 타이탄 뿐이에요. 
그래서 과학자들은 이렇게 말합니다.
질소가 가득한 타이탄의 대기는 약 38억 년 전 원시지구의 대기와 매우 유사합니다. 
바이탄의 대기를 분석할 수 있다면 우리 지구의 대기 변화 과정에 대해서 더 자세히 알 수 있게 될 겁니다. 
현재 우리가 사는 지구에서도 질소가 대기 구성 성분 중에 가장 높은 비율을 차지하죠. 
대략 78%
그리고 산소가 21% 아르곤이 0.9% 우리 지구의 이런 대기 구성 성분은 이런 비율 자체가 몇 억 년 몇 십 억 년이 지나면서 조금씩 변한 거예요. 
자 또 타이탄의 짙은 질소 대기는 온실 효과를 일으킵니다. 
타이탄이 퇴양열을 별로 받지 않아도 높은 온도를 유지 메탄을 액체와 기체 상태로 유지시켜주는 거예요.
이 타이탄의 질소가 없었다면 타이탄의 메탄은 다 얼어버리고 타이탄 그 자체는 완전히 얼어붙은 천체가 됐을 거야 타이탄의 대기에서는 굉장히 신기한 분자까지 발견됐어요. 
나사의 연구팀은 알마 전파 망원경으로 타이탄의 대기 성분을 조사했는데 탄소 3개 수소 두 개로 이루어진 사이클로 프로 페닐리딘을 발견합니다.
학계는 완전히 발칵 뒤집혔죠. 아니 도대체 그게 뭐길래 그 발음하기도 어려운 사이클롭스인가 뭔가 그게 뭐길래 그렇게들 난리여 이 사이클로 프로 페닐리디는 생명체를 구성하기도 하고 다른 생명체의 먹이가 되기도 하는 생명 형성에 있어서는 빼놓을 수가 없는 구성 물질이에요. 
이 사이클로 프로페닐리디는 그동안 우주의 성간 물질 사이에서 종종 관측된 적은 있지만
지금까지는 타이탄을 제외하고는 다른 천체 대기에서는 발견된 적이 전혀 없어요. 
그러니까 이게 정말 신기하고 대단한 거죠. 
다른 천체에서는 발견된 적이 단 한 번도 없는데 딱 지구하고 그리고 원시지구 안경하고 비슷한 타이탄하고 딱 이렇게 두 군데에만 사이클로프로페닐리딘이 발견됐으니까요. 
뿐만 아니라 벤젠도 많이 검출됐어요. 
이 벤젠은 복잡한 유기물을 형성하는 역할을 할 수 있죠
또 타이탄의 대게는 아르곤 수소 분자 일산화탄소 등이 있기 때문에 대기 중에서 형성된 유기물질이 가벼운 눈처럼 내리고 있는 환경입니다. 
타이탄에는 주목해야 할 사실이 하나 더 있습니다. 
타이탄 표면의 82%가 유기물로 뒤덮여 있다는 사실이죠. 
나사의 로살리 로페스 박사에 따르면 타이탄 표면의 82% 이상은 유기물로 이뤄져 있다. 
타이탄의 대기로부터 떨어져서 바람에 의해 이동한 것으로 보인다 라고 밝혔습니다.
타이탄의 유기물이 아주 풍부하다는 거죠. 
그 말은 뭐다 생명체 존재 가능성을 높여주는 발견이다. 
그만큼 미생물 같은 이런 생명체가 발현됐을 때 먹잇감이 아주 많다는 얘기니까요. 
다음 중요한 사실 타이탄에는 바다가 존재한다는 겁니다.
아까 전에 타이탄에는 호수도 있고 바다도 있다. 
그랬죠 이 액체들이 지표를 뚫고 지하로 스며든다면 이것은 충분히 생명체 탄생으로 이어질 수도 있어요. 
물론 물은 아니지만 이런 액체가 지표면에 상시적으로 존재하는 천체는 우리 태양계에서는 지구를 제외하고 타이트한 밖에 없어요. 
또 과학자들이 조사를 해보니까 타이탄의 바다는 생각보다 꽤 깊다고 해요.
타이탄의 3개 바다 중 하나 크레켄넬을 탐사한 결과 깊이가 생각보다 너무 깊어서 이 장비의 관측 신호가 끝을 모르고 내려갔고 결국에는 기술적인 한계 때문에 바닥까지 완전히 닫지도 못했다고 해요. 
이 관측 장비의 관측 한 개가 300미터였으니까 최소 이 바다의 깊이가 300미터 이상은 된다는 거예요. 
우리 서해 평균 수심이 약 44미터 정도니까 우리 서해보다 일곱 배나 깊은 거예요.
또 타이탄에는 화산 활동과 같은 지질 활동도 있어요. 
타이탄의 시내에서도 이런 지각 활동이 일어난다면 열수분출구 주변으로 유기물을 먹이로 삼는 미생물부터 그 위의 포식자까지 생태계가 형성됐을지도 모를 일이죠. 
애초에 타이탄은 대기를 포함해서 천체 전체의 유기물이 아주 풍부하니까
만약에 타이탄에서 어떤 생명체들이 기적적으로 발현했다면 타이탄의 바다에는 생명체도 있고 미지의 생태계가 이미 형성됐을지도 모릅니다. 
가장 중요한 단서는 이거예요. 최근에 카시니오가 수집한 자료를 분석한 결과 수소가 타이탄의 대기에서 하강한 다음 지표면에서 사라지는 모습이 포착됐다는 거예요. 
이 데이터에서 일부 과학자들은 이렇게 주장하고 있습니다.
이거 원시 생명체가 타이탄의 대기를 호흡하고 또 표면의 물질을 섭취한 결과일 수도 있습니다.
정말 신기하죠. 그런데 타이탄에 흐르는 액체는 물이 아닌 메탄이기 때문에 만약에 실제로 여기서 이 타이탄에서 생명체가 발현하고 생존해가고 있다면 이곳 타이탄의 생명체는 아마도 메탄을 기반으로 살아가는 생명체일 겁니다. 
타이탄에 과연 생명체가 있을까 없을까 과학자들은 일단 아주 긍정적으로 보고 있습니다.
나사는 타이탄의 바다를 탐사하기 위해서 드래곤 플라이 프로젝트를 시작했어요. 
플루토늄을 동력원으로 하는 일종의 드론을 날려서 타이탄의 다양한 지형을 관찰하겠다는 거죠. 
이 드래곤 플라이 프로젝트는 2026년에 로켓을 발사해서 2034년에 토성 부근에 도착할 예정이라고 합니다.
이렇게 미리 토성에 가 있다가 타이탄의 날씨가 좋을 때 낙하산을 이용해서 착륙하고 착륙 이후에는 비행 모드로 전환해서 탐사지를 옮겨 다니면서 조사하고 샘플을 회수하는 게 목적이라고 하네요. 
지금까지 천체 탐사는 주로 지상에서 탐사차가 이용됐죠 이런 방식은 이동하는 데 한계가 있으니까 여러 지점을 손쉽게 탐사할 수 있도록 아예 드론을 날리겠다는 거예요. 
탐사를 위한 목표 예정 거리와 시간은 2년 7개월 그리고 175km 가량입니다.
이 거리는 현재까지 운영됐던 모든 화성 탐사 차량 이동 거리의 두 배나 되죠. 
또 나사는 아직 확정 짓진 않았지만 타이탄에다가 1톤 규모의 잠수함을 보낼 수도 있다고 합니다. 
타이탄에서 가장 큰 바다 크라케네를 탐사할 심산이죠.
이 크라켄 바다는 애초부터 수심이 꽤 되니까 드론으로 탐사하는 것보다 잠수함이 훨씬 더 낫겠죠. 
이렇게 잠수함으로 액체 메탄 바닷속을 뒤진다면 훨씬 더 바닷속을 샅샅이 뒤질 수 있겠죠. 

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