생명이 존재할 가능성이 가장 높은 목성의 위성 유로파

오스틴에 있는 텍사스 대학이 이끄는 연구팀은 유로파에서 발생하는 새로운 화학적 매커니즘을 발견을 했으며 이 때문에 유로파 내부에 생명체가 존재할지도 모른다는 내용을 지오피지컬 리서치 레터 저널에 발표하였습니다.

태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 크기가 큰 만큼 많은 위성이 존재합니다. 
특히 그 중에서 목성의 두 번째 위성인 유로파는 갈릴레오 탐사선이 1995년 목성 궤도에 진입을 하게 되면서 과학계에 엄청난 관심을 받게 되었죠. 
유로화가 관심을 받은 이유는 표면이 복잡한 형태를 띠고 있었기 때문입니다.

태양으로부터 거의 8억km 넘게 떨어져 있는 목성은 너무나도 먼 거리 때문에 온도가 매우 낮고 유로파의 평균 온도도 영하 180도 이하로 예상이 되었기 때문에 복잡한 지형은 미스터리였습니다. 
갈릴레오 탐사선이 찍었던 유로파의 표면 구조 중 가장 이상한 것은 바로 겸 능선이었습니다.

영하 170도 이하의 유로파의 표면에서 발견할 수 있는 건 우수한 크레이터뿐일 것이다라는 과학계의 예측을 완전히 뒤엎고 복잡한 구조가 발견이 된 것인데요. 
이 때문에 과학자들은 갈릴레오 탐사선을 이용해서 기존의 계획보다 더 많은 횟수로 유로파를 관찰했는데 놀랍게도 유로파의 내부해서 엄청난 양의 액체로 된 물이 발견이 된 것입니다. 
영하 170도의 표면 아래에 액체로 된 바다가 있었던 것이죠.

이러한 얘기를 하면 아니 눈에 보이지도 않는 얼음 아래에 바다가 있는지 너희들이 어떻게 아냐라고 생각하는 분들이 있을 수가 있는데 비밀은 바로 자기장입니다. 
물 분자는 수소와 산소가 104.5도의 각도로 공유 결합을 한 매우 특이한 모양을 하고 있는데 이 때문에 산소가 있는 방향은 플러스 전화를 띠게 되고 반대 방향은 마이너스 전화를 가지는 특이한 성질이 있습니다. 
평상시엔 랜덤한 배열로 전화를 지니지 않지만 자기장을 가하게 되면 방향이 한쪽으로 정렬을 하면서 자석처럼 극성이 나타나는 것이죠.

그리고 목성의 강한 자기장 때문에 유로파 내부의 물이 매우 약한 자성을 띠고 있었던 것입니다. 
과학자들이 아는 한 액체로 된 물 이외에는 이러한 자성을 설명할 방법이 없었기 때문에 얼음 아래에 액체 바다가 있다고 추정을 하게 되었죠. 
또한 표면에서 발견된 이중 능선도 표면이 갈라지고 액체가 밖으로 나오는 현상이 오랜 기간 반복이 되면서 생기는 그런 현상으로 추정이 되면서 유로파의 내부에 지구보다 많은 물이 있다고 추정하게 되었습니다.

때문에 유로파는 태양계에서 지구 이외에 생명체가 존재할 가능성이 가장 높은 곳으로 평가가 되었죠. 
하지만 유로파의 구조에서는 지구와 달리 액체로 된 바다로 산소가 흘러들어갈 수가 없기 때문에 우리가 추정할 수 있는 구조의 생명체는 보기가 힘들 것으로 예상을 했었습니다. 
지금까진 말이죠. 오스틴에 있는 텍사스 대학이 이끄는 연구팀은 유로파에서 발생하는 새로운 화학적 메커니즘을 발견을 했으며 이 때문에 유로파 내부에 생명체가 존재할지도 모른다는 내용을 지오피지컬 리서치 레터 저널에 발표하였습니다.

연구팀은 기존의 유로파 내부에 산소가 운반되기 힘들다는 가설을 깨고 겸능선 부분에서 많은 산소가 유입이 되고 있으며 심지어 유로파 내부 바다의 산소 농도는 지구의 바닷속과 비슷한 수준일 수 있다고 밝혔는데요. 
연구팀에 따르면 산소뿐만이 아니라 생명체에 필요한 다른 유기물들도 충분히 표면 아래에 액체 바다로 운반할 수가 있다고 합니다. 
화학적으로 산소의 가장 주요한 특징은 반응성입니다. 
우주에서 존재하는 모든 분자 중에
가장 높은 반응성을 보여주는 산소 덕분에 지구의 생명체들이 번성이 가능했죠. 
거기에다가 탄소는 질량 대비 가장 높은 결합 에너지를 가졌기 때문에 지구상에 있는 생명체들뿐만이 아니라 인간이 화학적으로 에너지를 만드는 모든 방식은 탄소와 산소를 결합시키는 방식으로 이뤄집니다. 
당연히 에너지는 전자 공유 결합에 의해서 발생하는 결합 에너지이기 때문에 지구 생명체가 에너지를 생성할 때 우주에서 가장 효율이 좋은 탄소와 산소의 공유 결합을 이용하는 건 어찌 보면 이상한 일은 아니죠.

때문에 에너지의 효율성이 높은 고등 생명체를 찾을 때 자연스럽게 탄소와 산소 그리고 이러한 탄소들로 구성된 유기물들이 안정적으로 존재하기가 좋은 환경을 찾게 되는 것입니다. 
연구팀은 시뮬레이션 결과 유로파 표면의 산화물이 투과성이 높은 얼음 표면을 통해서 지각 아래에 있는 액체 바다로 유입이 될 수 있다고 밝혔습니다.

또한 표면이 갈라지고 지하에 얼음물이 분출되는 과정에서도 내부로 산소가 흡수가 될 수가 있으며 생각보다 높은 산소 농도를 가질 수도 있다고 합니다. 
이번 논문의 공동 저자인 나사 제트 추진 연구소의 연구원인 스티븐 벤스의 주장에 따르면 이론적으로 유로파 바다의 가장 높은 산소 농도 추정치는 지구 바다와 유사한 수준이라고 합니다.

과학자들은 이미 유로파의 표면에 산소 같은 생명체에 유용한 화합물이 있다는 것을 알고 있었습니다. 
하지만 아직까지 알지 못했던 질문은 이러한 화합물들이 두꺼운 표면의 얼음을 뚫고 내부의 바다로 이동을 할 수 있는지 하는 것이었죠. 
유로파는 목성과 상당히 가까운 거리로 인해 목성의 중력으로 내부에서 마찰열이 발생하는 일명 조성열로 인해서 표면은 영하 170도지만 내부는 충분히 따뜻할 수가 있다고 파악이 되고 있습니다.

예를 들어서 목성이 너무나도 가까이 있는 이호는 이러한 조성열이 너무나도 강해서 표면이 온통 화산으로 뒤덮인 화산 행성이 되었지만 목성에서 두 번째로 가까운 유로파는 2호보다 두 배 정도 멀기 때문에 에너지가 적당해서 얼음 내부에 생명체가 살기 적당한 그런 온도가 되었을 수 있다는 것이죠. 
내후년인 2024년에 나사는 이러한 유로파에 정말로 생명체가 존재하는지를 파악하기 위해서 유로파 클리퍼라는 탐사선을 발사할 계획입니다.

목성이나 토성 같은 거대 행성으로 탐사선을 발사하는 건 너무나도 큰 비용이 들기 때문에 지금까지 발사가 되었던 탐사선의 숫자도 굉장히 제한적이었는데 고작 가스 행성의 위성만 탐사하는 목적으로 탐사선이 발사가 되는 이유는 그만큼 유로파 탐사의 가치가 있기 때문입니다. 
2024년에 발사가 되는 유로파 클리퍼는 2030년도에 목성 궤도에 도착하게 됩니다. 
유로파 클리퍼는 유로파에서 나오는 수증기 구름을 지나가면서 샘플을 수집하고 분석을 할 수가 있는데요.

2020년도의 과학자들은 이미 유로파의 표면에서 물이 분출이 되는 것을 마음 경으로 직접 목격을 했기 때문에 유로파 클리퍼가 이를 발견하고 다가갈 수가 있다면 지하에서 나오는 물 샘플을 직접 획득할 수도 있습니다. 
그리고 거기에서 유기물의 존재나 생명체의 흔적을 발견할 가능성도 존재하는 것이죠. 
물론 유로파의 수증기를 직접 지나가는 것은 쉽지가 않기 때문에 과학자들은 가능성을 높이기 위한 방법들을 계속해서 고민을 하고 있습니다.

만약 2024년도에 계획대로 유로파 클리퍼가 발사가 되고 2030년도에 목성에 도착을 하게 되면 어떠한 데이터들을 보내오게 될지 기대됩니다.