토성의 위성 엔셀라두스(Enceladus)에서 생명체 필수 6대 원소 발견! 태양계 안에서 생명 탄생 가능성이?

물과 얼음, 그리고 화합물 형태의 “인(P)”까지 발견!DNA, RNA를 구성하여 생명체의 에너지 저장 및 운반에 필수요소

[왼쪽]엔 세라도우스 남극 옅은 청색의 “호랑이 줄무늬”간헐 강에서 매초 200kg의 물질이 분사되고 해당 지역은 약 100곳을 넘는 곳에서 물과 얼음의 입자가 분출되고 토성의 E고리를 형성하게 됩니다.[오른쪽]내부 구조는 내부에 규산염 성분의 핵이 존재하고 외에는 하얀 얼음 맨틀이 있고 남쪽의 지역에 얼음이 녹아 이뤄진 물 바다가 있습니다.미나미 호랑이 무늬가 있는 간헐 강에서 이 물 기둥이 솟아오르고 구조를 하고 있습니다.2004년부터 2017년까지 카시니호 엥세라도우스 관측을 통해서 얼음 층 아래에 수십 km에 이르는 물 바다가 있으며 이곳에서 솟다 물과 얼음 입자를 카시니 호가 얻어 분석한 결과 린(P)을 제외한 생명에 필요한 원소가 거의 포함된 것을 알았습니다.그러나 최근 2023년 6월 14일 미국 항공 우주국(NASA)은 토성의 위성엔 세라도우스에 생명체 구성에 필요한 모든 요소를 갖추고 있다고 밝혔습니다.린(P)을 발견한 것입니다.

엔셀라두스는 토성의 거대한 E환 상에 위치하며 토성의 조석력에 의해 엔셀라두스에서 뿜어져 나오는 얼음 입자와 물기둥은 우주 공간에서 토성의 E환을 형성하는 데 기여합니다.

엔셀라두스는 토성의 조석력에 의해 계속 주무르고 있는 상태이고 엔셀라두스는 토성을 돌며 주름살이 생겼다 폈다를 반복합니다. 이로 인해 엔셀라두스 남쪽 호랑이 무늬에서 얼음 입자와 물이 계속 우주 공간으로 방출되고 있으며, 이는 토성의 E 고리를 형성하는 근원임이 카시니호에 의해 밝혀졌습니다.

카시니호에 의해 촬영된 엔셀라두스 남극 표면에서 수증기가 뿜어져 나오는 모습입니다.

인산염[PO4]3-는 중앙 린을 중심으로 4개의 산소 원자가 결합되어 있는 형태에서 인산염은 생물학적 시스템으로 뼈와 치아를 구성하는 구조적 물질에 해당합니다.카시니호는 이 E고리의 얼음 알갱이를 채집하고 분석한 결과 2009년의 연구에서는 린(P)을 찾지 못했는데 최근의 분석 결과 1000개의 얼음 결정 중 9개로 나트륨, 산소, 수소와 함께 결합된 형태인 인산염[PO4]3-로서 존재하는 것을 밝혔습니다.생명체를 구성하는 필수 원소는 총 6종류로, 탄소(C)수소(H)산소(O)질소(N)황(S), 린(P)를 말하며 이 원소 기호를 맞추어 치수 국(CHONSP)라고 부릅니다.생명체의 세포를 구성하고 생명 활동을 하려면 포도당(CHO), 지방산(CH)COOH), 아미노산(NH2CHnCOOH), 핵산(DNA, RNA고분자 물질)이라는 4개 물질이 필요합니다.여기에는 공통적으로 탄소(C)수소(H)산소(O)이 포함되어 있어 유전자의 기본 단위인 핵산(DNA, RNA)에는 질소(N)와 린지(P)이 더 필요합니다.린(P)은 모든 생명체가 에너지를 저장하고 운반하기 위해서 필요한 핵심 원소입니다.또 생명 활동에 필요한 화학 작용을 일으켜효소도 필수인데, 이 효소를 구성하는 동, 철, 망간, 니켈 같은 전이 원소도 필요합니다만, 이는 상기의 6대 원소와 효소가 의미 있는 유기 화합물로 형성된 경우를 의미합니다.이처럼 지구에서 생명체의 구성 요소의 모든 성분을 지구가 아니라 외계에서 모두 발견한 사례는 엥세라도우스이 유일합니다.엔셀라두스 남극의 얼음 표면에서 얼음 입자와 물기둥이 뿜어져 나오고 있으며 깊은 바다 내부에서는 이산화규소가 만들어질 정도로 뜨거운 열을 간직한 해저 온천이 있음이 확실시되고 있습니다. 과거 2015 년 3월 12일, 미국과 일본의 공동 연구자로부터 엔셀라두스에 뜨거운 해저 온천이 있다는 것이 증명되었습니다.그 근거는 엔셀라두스에서 이산화규소 입자가 발견되었는데, 이 이산화규소는 섭씨 90℃ 이상의 뜨거운 물에서 만들어지는 입자로 엔셀라두스의 깊은 얼음층 아래 뜨거운 해저 온천이 있다고 판단했습니다.갈라파고스 제도의 열수 분출공 350도에 육박하는 뜨거운 물과 검은 연기 속에서 황화수소가 뿜어져 나오고 있습니다.육지에서 광합성을 하는 생태계가 있다면 햇빛이 없는 이곳에서는 박테리아가 화학합성을 하여 열수 분출공 생태계를 유지하고 있습니다.지구에서도 이와 비슷한 심해 환경을 가지고 있는 곳이 있는데, 그곳은 남아메리카의 에콰도르 본토에서 서쪽으로 1000km 떨어진 태평양의 화산 제도 갈라파고스 제도입니다. 이곳에서는 수심 2.7km 아래 검은 연기와 350℃의 뜨거운 물이 솟아오르는 열수 분출공이 있습니다.이곳에서는 박테리아가 열수분출공에서 나오는 황화수소(H2S)를 탄수화물(Cn(H2O)n)로 바꾸는 화학합성을 하여 열수분출공 생태계를 형성하고 있습니다. 보다 자세한 내용은 아래 링크의 글을 확인해 주시면 감사하겠습니다.우주에서 우리 지구처럼 생명체가 살고 있는 행성이 존재할까? 골디럭스존(Goldilocks Zone)의 개념이 바뀌고 있다!우리가 살고 있는 지구는 태양계에서 인간이라는 생명체가 유일하게 살고 있는 행성입니다. 하지만 과연 이… blog.naver.com2021년 7월 7일 애리조나 대학 연구팀은 엔셀라두스에 다량의 메탄가스가 분출했으며 이는 생명체가 관여하는 생물학적 과정에서 형성됐을 가능성이 높다는 연구 결과를 내놓았습니다. 측정한 메탄의 농도는 비생물학적으로 만들어진 메탄의 양보다 훨씬 많고, 이것이 의미하는 바는 생물학적으로도 메탄을 만드는 무언가가 있다는 이야기밖에 달리 설명할 방법이 없어 생명체가 존재할 수 있다는 가능성을 확인한 바 있습니다.지구, 달, 엔셀라두스 크기 비교, 엔셀라두스는 영국 스코틀랜드 크기만큼 작은 위성입니다. 그러나 이것은 엔셀라두스에 생명체가 존재한다는 것을 직접 증명하는 것은 아닙니다. 어쩌면 이 위성의 탄생에서 유래한 원시유기물질의 붕괴일 수도 있고 엔셀라두스가 유기물이 풍부한 물질을 혜성으로부터 전달받아 형성됐을 가능성도 있기 때문에 앞으로도 더 많은 연구가 필요할 것으로 보입니다.지구, 달, 엔셀라두스 크기 비교, 엔셀라두스는 영국 스코틀랜드 크기만큼 작은 위성입니다. 그러나 이것은 엔셀라두스에 생명체가 존재한다는 것을 직접 증명하는 것은 아닙니다. 어쩌면 이 위성의 탄생에서 유래한 원시유기물질의 붕괴일 수도 있고 엔셀라두스가 유기물이 풍부한 물질을 혜성으로부터 전달받아 형성됐을 가능성도 있기 때문에 앞으로도 더 많은 연구가 필요할 것으로 보입니다.