언뜻 보기에 세레스는 생명체가 존재할 가능성이 가장 낮은 곳 중 하나로 보입니다. 화성과 목성 사이의 소행성대에 조용히 앉아 있는 왜소행성은 이제 얼음과 소금으로 뒤덮인 차갑고 공기가 거의 없는 회색 세계가 되었습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 이러한 모습은 속일 수 있다고 합니다.
사실, 지질학적 과거에 세레스는 어떤 면에서는 놀랍게도 지구와 유사했을 수도 있습니다.
NASA의 Dawn 우주선이 포착한 세레스의 사진. 이미지 출처:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA 연구 저자에 따르면, 수십억 년 전에 세레스는 거주 가능성에 가장 중요한 세 가지 요소, 즉 물, 유기 분자, 오래 지속되는 화학 에너지원을 갖고 있었을 수 있습니다. 연구 저자들은 이러한 숨겨진 에너지 공급이 단순한 미생물이 지하 깊은 곳에서 생존할 수 있게 했을 수도 있다고 주장합니다.
이 연구는 세레스가 확실히 생명체를 보유하고 있다고 주장하지 않습니다. 그것을 뒷받침할 증거는 없습니다. 그러나 이는 이 왜소행성이 어느 시점에는 지질학적으로 활동적이었고 거주가 가능했음을 암시합니다. 하지만 세레스에 수십억 년 전에 생명체가 있었다고 해도 그것이 지금 중요한 이유는 무엇입니까?
연구 저자 중 한 명이자 애리조나 주립대학교 지구우주탐사대학 교수인 조 오루크(Joe O'Rourke)는 상황을 관점에서 바라보며 질문에 답했습니다. 세레스만의 문제가 아닙니다.
"과거에 세레스가 거주할 수 있었다면 아마도 과거에도 거주할 수 있었던 수십 개의 소행성과 위성이 있었을 것입니다. 그리고 그것들을 뜨겁게 유지할 수 있다면 오늘날에도 여전히 거주할 수 있을 것입니다."
세레스에서의 생명체 가능성 탐구
2015년에서 2018년 사이에 세레스 궤도를 돌았던 NASA의 Dawn 우주선은 이전에 이 얼어붙은 우주의 경이로움에 대해 몇 가지 놀라움을 드러냈습니다. 예를 들어, 세레스 표면의 밝은 반사 패치는 지하에서 거품이 이는 염수에 의해 남겨진 소금 퇴적물로 밝혀졌습니다.
세레스의 내부를 보여주는 그림. 이미지 출처:NASA/JPL-Caltech 2020년 추가 연구에서는 이러한 염수 유출이 깊이 40km, 폭 수백 마일에 달하는 광대한 지하 저장소와 연결되어 있음이 확인되었습니다. 더욱이 Dawn은 왜소행성에서 생명체의 필수 구성 요소인 탄소 기반 유기 분자를 발견했습니다. 이러한 발견으로 인해 과학자들은 세레스에 물과 탄소가 있다는 사실을 이미 알고 있었습니다.
하지만 퍼즐에서 빠진 것은 생명체가 먹을 수 있는 에너지원이었습니다. 이것이 바로 이 새로운 연구가 시작되는 곳입니다. 연구 저자들은 시간이 지남에 따라 세레스의 내부가 어떻게 진화했는지 추적하기 위해 컴퓨터 모델을 만들었습니다. 그들은 왜소행성의 암석 중심부가 가장 뜨거웠던 25억~40억년 전의 핵심 시기에 초점을 맞추었습니다.
그 당시에는 핵 내부의 방사성 원소가 붕괴되어 열을 방출하고 있었습니다. 그 열은 열수 활동, 즉 뜨거운 물이 암석을 통해 순환하고 그 과정에서 가스와 미네랄을 용해시키는 동력이 되었을 수 있습니다. 모델은 이러한 미네랄이 풍부한 유체가 세레스의 지하 바다로 스며들었을 수 있음을 보여주었습니다.
놀랍게도, 유사한 과정이 우리 행성의 해저 열수 분출구에서도 볼 수 있습니다. 햇빛이 부족함에도 불구하고 미생물은 이러한 환경에서 번성하며 화학 수프에서 직접 에너지를 추출합니다. 연구자들은 고대 세레스에서도 비슷한 일이 일어났을 수 있다고 제안합니다.
"지구에서는 지하 깊은 곳에서 나온 뜨거운 물이 바다와 섞이면 그 결과는 종종 미생물의 뷔페, 즉 화학 에너지의 향연이 됩니다. 따라서 세레스의 바다에 과거에 열수 유입이 있었는지 여부를 확인할 수 있다면 큰 의미가 있을 수 있습니다."라고 애리조나 대학의 수석 연구 저자이자 연구원인 샘 쿠르빌(Sam Courville)이 말했습니다.
간단히 말해서 세레스에는 생명을 유지하는 물, 생명을 만드는 유기 분자, 생명을 공급하는 열수 에너지 등 모든 올바른 재료를 갖춘 주방이 있었습니다. 문제는 이 부엌이 세레스가 처음 형성된 후 5억~20억년이라는 제한된 시간 동안에만 활성화되었을 가능성이 높다는 것입니다.
그럼 주변에 거주 가능한 행성이 많았나요?
오늘날 왜소행성의 내부는 너무 추워서 표면 온도가 -33°C에서 -143°C 사이로 변해 생명체가 살 수 있는 여지가 전혀 없습니다. 방사성 열원이 대부분 소진되었습니다. 이제 남은 액체 물은 두꺼운 얼음 아래에 갇혀 있는 농축된 염수입니다.
그러나 만약 세레스가 연구에서 제안한 것처럼 생명체가 거주할 수 있었다면 이는 비슷한 크기의 다른 많은 얼음 세계, 달, 왜행성들도 먼 과거에 따뜻하고 습한 단계를 겪었을 수 있다는 것을 의미합니다. 그렇다면, 거주 가능성은 우리가 생각했던 것보다 태양계 전반에 걸쳐 훨씬 더 흔할 수 있습니다.
또한 연구에는 한 가지 큰 한계가 있습니다. 현재 모델은 제한된 데이터를 기반으로 하며, 발견 내용을 확인하기 위해 과학자들은 이상적으로는 착륙선을 보내거나 샘플 반환 임무를 수행하여 세레스의 표면 화학을 자세히 조사해야 합니다.
현재로서는 그 결과는 오늘날 얼어붙고 죽은 것처럼 보이는 세계에 대한 새로운 사고 방식을 제공합니다.
해당 연구는 Science Advances 저널에 게재되었습니다. .
