美연구팀, 물·암모늄 이어 탄소도 확인

돈 탐사선이 우르바라(Urvara) 충돌구에서 포착한 산마루. 높이 1천980ｍ에 달하는 이 산마루는 탄산염과 같은 물-암석 상호작용의 산물이 풍부한 지형에서 솟아오른 것으로 분석됐다. [NASA/JPL-Caltech 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 화성과 목성 사이 소행성대에 있는 유일한 왜행성인 '세레스(Ceres)' 표면에 유기물이 풍부하다는 연구 결과가 나왔다.

유기물은 생물체의 몸을 이루는 중요 구성 원소인 탄소를 기본 골격으로 하고 있다. 이때문에 생명체의 직접적인 증거는 아니나 생명체와 밀접한 관계가 있는 것으로 받아들여 진다.

미국 사우스웨스트 연구소(SwRI) 시몬 마르시 박사가 이끄는 연구팀은 미국항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 '돈(Dawn)'이 수집한 자료를 토대로 세레스에 유기물이 풍부하다는 결론을 내리고 이를 과학저널 '네이처 천문학(Nature Astronomy)' 최신호에 공개했다.

연구팀은 돈이 수집한 자료는 지구에 떨어진 원시 운석 중 탄소 비중이 가장 높은 것보다 5배나 많은 탄소가 세레스 표면에 있을 수 있다는 점을 보여주고 있다고 밝혔다. 탄소화합물은 점토와 같은 물-암석 상호작용의 산물과 밀접하게 결합해 있는 것으로 분석됐다고 했다.

세레스는 약 46억년 전 태양계 형성 초기에 만들어진 왜행성으로, 반지름이 1천3㎞로 달보다 작다. 돈의 탐사활동을 통해 물과 함께 암모니아에서 형성된 암모늄과 같은 물질이 있는 것이 이미 확인된 데 이어 탄소도 고도로 분포돼 있는 것이 마르시 박사팀의 연구 결과로 제시됐다.

돈은 2015년부터 지난 11월 초 연료가 떨어져 연락이 끊길 때까지 세레스 궤도를 돌며 탐사활동을 벌였다.

돈이 지난 5월 최저고도인 440㎞ 상공에서 찍은 세레스 표면 [NASA/JPL-Caltech 제공]

마르시 박사는 보도자료를 통해 "세레스는 화학 공장 같다"면서 "행성 표면이 최대 20%까지 탄소로 구성돼 있는 등 태양계 내부 천체 가운데 광물 구성이 독특하다"고 했다.

그러면서 "이번 연구결과로 세레스는 태양계 내부 유기물의 기원과 진화, 분포 등을 평가하는 데 있어 중추적 역할을 획득하게 됐다"고 덧붙였다.

연구팀은 돈이 수집한 세레스 표면의 태양광선 반사율과 광물 분포가 일치하지 않는 것을 검토한 끝에 이런 연구결과를 얻었다.

돈의 가시광·적외선 지형 분광기(DVIMS) 결과로는 세레스 표면의 태양광선 반사율이 전체적으로 낮은 것이 엽상(葉狀) 규산염, 탄산염과 같은 물-암석 상호작용의 산물과 자철석(磁鐵石)으로 불리는 산화철과 같은 암화(暗化) 물질이 상당량 섞여 나타난 현상이다.

그러나 감마선과 중성자 감지기로는 자철석이 불과 몇 퍼센트에 불과해 탄소가 풍부한 유기물인 비정질 탄소(amorphous carbon)와 같은 추가적인 암화 물질이 있다는 점을 나타냈다. 특히 '에르누테트(Ernutet)'라는 약 50㎞ 폭의 운석 충돌구 인근에서는 특수 유기화합물이 발견돼 세레스 표면 바로 밑에 유기체가 광범위하게 존재한다는 주장을 뒷받침하기도 했다.

세레스 탐사 돈(Dawn) 상상도 [NASA/JPL-Caltech 제공]

연구팀은 또 세레스 상부 지각의 50~60%가 탄소 질의 구립(球粒) 원시 운석과 구성 성분이 같을 가능성이 있는 것을 발견했다. 이 물질들은 세레스에 떨어진 탄소 질 소행성에서 나와 섞인 것일 수 있는데 세레스 표면의 수많은 운석 충돌구는 이런 가능성을 뒷받침하는 것으로 지적되고 있다.

eomns@yna.co.kr

[경제] "목성과 토성 사이 왜행성 세레스 표면에 유기물 풍부"

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