토성의 위성 엔셀라두스는 태양계에서 생명체가 번성할 수 있는 최고의 외계 장소 중 하나입니다. 그것은 내부 가열 덕분에 이론적으로 외계 해양 생태계에 유리한 온도를 유지하는 세계적인 소금 바다를 품고 있습니다.
그러나 이 생명을 발견하는 것은 그렇게 간단한 문제가 아니다. 위성은 얼음 껍질로 덮여 있으며 두께는 가장 얇은 지점에서 5km로 추정되며 그 아래의 바다 깊이는 10km에 이릅니다. 그것은 태양계 중간에 있는 위성은 고사하고 여기 지구에서도 상당한 문제를 야기할 것입니다.
하지만 우리는 엔셀라두스의 껍질을 뚫기 위해 전력을 다할 필요가 없을 수도 있습니다. 새로운 연구에 따르면 표면에서 분출하는 짠 물 기둥에서 얼음 달에 생명체가 많지 않더라도 생명체를 감지할 수 있다고 합니다.
아리조나 대학의 진화생물학자인 레지스 페리에(Regis Ferrier)는 "분명히 얼음 균열을 따라 기어다니고 해저 깊숙이 잠수하는 로봇을 보내는 것은 쉽지 않을 것"이라고 말했다. "더 훈련되고 정교한 궤도선이 깃털에서만 수집할 데이터를 모델링함으로써 우리 팀은 이 접근 방식이 달 내부 깊은 곳을 탐사할 필요 없이 엔셀라두스의 바다에 생명체가 존재하는지 자신 있게 결정하기에 충분하다는 것을 보여주었습니다." 흥미로운 전망이다."
Enceladus는 지구와 매우 다르며 소와 나비로 가득 차 있지 않을 것입니다. 그러나 생명을 주는 태양의 빛에서 멀리 떨어진 지구의 바다 깊은 곳에서 다른 유형의 생태계가 생겨났습니다. 열과 화학 물질을 분출하는 해저 분출구 주변에 모여 있는 생명체는 광합성이 아니라 화학 반응의 에너지를 이용하는 데 의존합니다.
우리가 엔셀라두스에 대해 알고 있는 것은 유사한 생태계가 해저에 숨어있을 수 있음을 시사합니다. 그것은 32,9시간마다 토성 주위를 회전하며 달의 내부를 휘게 하는 타원형 경로를 따라 물을 핵 액체에 가장 가깝게 유지하기에 충분한 열을 생성합니다.
그것은 단지 이론이 아닙니다. 빙상이 가장 얇은 남극에서 수백 킬로미터 높이의 거대한 물 기둥이 얼음 아래에서 분출되어 과학자들이 토성의 고리에 얼음 형성에 기여한다고 믿는 물을 분출하는 것이 목격되었습니다.
카시니 탐사선이 여년 전에 이 플룸을 통과했을 때 지구의 열수 분출구와 관련된 고농도 세트인 메탄과 소량의 수소 및 이산화탄소를 포함하여 몇 가지 흥미로운 분자를 감지했습니다. 그들은 지구에서 메탄을 생성하는 고세균과 관련이 있을 수 있습니다.
"우리 행성의 열수 분출구는 어둠과 엄청난 압력에도 불구하고 크고 작은 생명체로 가득 차 있습니다."라고 Ferrier는 말했습니다. "가장 단순한 생명체는 햇빛이 없는 상태에서도 스스로를 먹고 사는 메타노겐(methanogens)이라는 미생물입니다." 메탄 생성 물질은 수소와 이산화탄소를 대사하여 메탄을 부산물로 방출합니다. Ferrier와 그의 동료들은 Enceladus에서 지구와 유사한 열수 분출공 주변에 존재한다면 우리가 찾을 수 있을 것으로 예상할 수 있는 메탄 생성 바이오매스를 모델링했습니다. 그런 다음 그들은 세포와 다른 생물학적 분자가 통풍구를 통해 분출될 가능성과 우리가 발견할 가능성이 있는 물질의 양을 모델링했습니다.
"우리는 가상의 세포 수가 엔셀라두스의 지구 바다에 있는 고래 한 마리의 생물량과 같다는 사실에 놀랐습니다. 유학 당시 프랑스.. - 엔셀라두스의 생물권은 매우 희박할 수 있습니다. 그러나 우리의 모델은 미래의 우주선에 탑재된 장비로 수집할 수 있는 충분한 유기 분자 또는 세포를 플룸에 공급할 수 있을 만큼 충분히 생산적일 것임을 보여줍니다."
예상되는 수의 이러한 화합물로 무장한 궤도를 도는 우주선은 충분한 물질을 수집하기 위해 플룸을 여러 번 통과할 수 있다면 이를 감지할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 생물학적 물질이 충분하지 않을 수 있으며 세포가 얼음을 통과하는 여정에서 살아남아 우주로 방출될 가능성은 아마도 매우 희박할 것입니다. 이러한 증거가 없는 상황에서 팀은 글리신과 같은 아미노산이 특정 임계값을 초과할 때 대안적이고 간접적인 신호 역할을 할 수 있다고 가정합니다.
"엔셀라두스에 존재하는 생명체는 극히 드문 것으로 계산된다는 점을 감안할 때, 플룸에서 생명체가 존재한다고 결정적으로 결론을 내릴 만큼 충분한 유기 분자를 찾지 못할 가능성이 여전히 높습니다." - 페리에가 말했습니다. - 그래서 생명체가 존재한다는 것을 증명하기에 충분한 양에 대한 질문에 초점을 맞추는 대신, 우리는 "생명이 없을 때 존재할 수 있는 유기 물질의 최대량은 얼마입니까?"라고 물었습니다.
연구자에 따르면 이러한 수치는 향후 몇 년 동안의 미래 임무 설계에 도움이 될 수 있습니다. 지금은 토성 궤도를 도는 달의 바다 깊은 곳에서 생태계가 어떤 모습일지 궁금해 지구에 있을 것입니다.
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