태양계에서 외계 생명체가 살 가능성이 높은 곳을 생각해보면 유로파가 가장 먼저 떠오른다. 목성의 작은 위성인 유로파의 지표 아래에는 액체상태의 따뜻하고 방대한 바다와 생명체에게 필요한 영양분이 있을 것으로 생각된다. 하지만 그에 대한 확실한 증거를 찾는 것은 쉽지 않다. 유로파의 바다는 얼음으로 이루어진 두꺼운 지표면 아래 위치해있기 때문이다. 수 킬로미터에 달하는 두꺼운 얼음층을 뚫고 그 밑 바다를 탐색하는 것은 결코 쉬운 일이 아니다.

하지만 아예 불가능한 것은 아니다. 최근 NASA 제트추진연구소의 톰 노드하임(Tom Nordheim)이 이끄는 연구팀은 유로파의 생명체를 탐사하기 위한 새로운 방법을 제시했다. 그 연구에 따르면 유로파에 착륙할 탐사선은 두꺼운 얼음을 뚫고 들어가는 것이 아니라, 단지 몇 센티미터 정도의 얼음을 파내기만 하면 된다.

유로파는 목성을 공전하며 발생하는 조석력에 의한 열원에 의해 지각활동이 발생한다. 이 지각활동으로 두꺼운 얼음층이 갈라지고 내부의 바닷물이 지표면으로 뿜어져 나온다. 그리고 그 안에는 아미노산과 같은 생명체의 존재를 입증하는 물질들이 포함되어 있을지도 모른다. 탐사선은 이 물질들을 분석하여 내부 바다에 생명체가 존재할지 여부를 판단한다.

문제는 목성과 우주에서 오는 방사선이다. 우주 방사선은 바다와 함께 분출된 유기물질을 파괴할 수 있다. 따라서 땅을 얼마나 파야 할 지는 방사선량에 따라 결정된다. 방사능이 약한 지역에서는 지표면 근처에 파괴되지 않은 유기물질이 존재할지도 모르지만, 방사능이 강한 지역에서는 더 깊이 파고 내려가야 방사능의 영향을 받지 않는다.

이에 톰 노드하임의 연구팀은 유로파의 방사 환경을 자세히 형상화 하였다. 그리고 여기에 방사선량에 따라 아미노산이 파괴되는 정도에 대한 자료를 대입하였다. 이를 통해 연구팀은 유로파의 표면에서 유기물질이 발견될 가능성이 높은 지역을 추적하였다.

연구팀이 네이쳐(Nature Astronomy)지에 소개한 결과에 따르면 유로파가 받는 방사선은 위도에 따라 그 양이 크게 달라졌다. 유로파의 적도 지방은 중, 고위도 지역에 비해 10배 이상의 방사선을 받고 있었다. 가장 가혹하게 방사선을 받는 지역은 타원형형태로 유로파의 절반 이상을 뒤덮고 있었다.

논문의 공동 저자인 JHAPL(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)의 크리스 파라네카스(Chris Paranicas)는 '이번 연구는 유로파의 표면에 대한 방사선량의 첫번째 예측자료로 미래의 유로파 탐사에 중요한 정보가 될 것'이라고 하였다.

앞으로 유로파를 탐색할 새로운 탐사선들은 가장 적은 방사선을 받은 고위도 지역에서 1cm정도의 얼음만 파내면 아미노산을 찾을 수 있을 것이다. 보다 많은 방사선을 받은 적도 지역에서도 10~20cm의 얼음을 파내면 된다. 비록 방사선에 의해 존재할지도 모르는 모든 유기체들이 죽었더라도, 아미노산의 흔적은 인지할 수 있다.

NASA의 유로파 탐사 프로젝트 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 미션팀의 케빈 헨드(Kevin Hand)연구원는 '유로파에 퍼붓듯 쏟아지는 방사선의 흔적을 우리가 알게 된다면 미래 유기체의 흔적을 발견하고 이해하는 데 큰 도움이 될 것' 이라며 기대를 나타냈다.

2020년에 발사하기로 예정되어 있는 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 탐사선은 목성의 궤도를 돌며 유로파를 근접 통과하는 방식으로 탐사할 예정이다. 유로파 클리퍼는 수십 번 위성을 스치듯 비행할 것이고 이를 통해 표면 아래에 존재하는 바다를 연구할 수 있을 것이다. 그리고 그 정보는 이후 유로파에 착륙할 탐사선의 착륙 위치를 선정하는 데 중요한 자료로 이용될 것이다. 어쩌면 멀지 않은 미래에 우리는 외계 생명체에 대한 결정적 증거를 발견하게 될 지도 모른다. 그리고 이는 인류 역사의 가장 중대한 발견으로 기록될 것이다.

스페이스타임즈 이승민 대학생기자 pwd1004177@gmail.com 이승민 대학생기자의 기사 더보기

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