인류는 오래전부터 "우주 어딘가에 또 다른 생명이 존재할까?"라는 질문을 던져왔다.
과학자들이 주목하는 후보지 가운데 가장 유력한 곳이 바로 목성의 위성 '유로파(Europa')와 토성의 위성 '엔켈라두스(Enceladus)'다.
이 두 위성은 얼음으로 뒤덮인 ‘얼음별’이지만, 단순히 차갑고 황량한 세계는 아니다.
거대한 행성의 강력한 조석력(Tidal Force)으로 내부가 가열되면서, 수십 km 두께의 얼음 지각 아래에는 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 높다는 것이 과학자들의 일치된 추정이다.
하지만 문제는 바로 그 두꺼운 얼음층이다. 지구에서 수억 km 떨어진 위성에 탐사선을 보내 수십 km의 얼음을 뚫는 것은 현재 기술로는 거의 불가능에 가깝다.
물기둥 분출, ‘얼음을 뚫지 않고’ 안을 들여다보는 기회
다행히 희망은 있다. 유로파와 엔켈라두스는 내부 바다에서 생긴 물과 수증기를 우주 공간으로 분출하는 현상을 보인다.
토성 탐사선 '카시니(Cassini)'는 실제로 엔켈라두스에서 분출된 물기둥을 통과하며 그 안에서 유기분자, 수소, 메탄 등을 검출해 전 세계를 흥분시킨 바 있다.
이러한 ‘천연 시료 채취’ 방식은 얼음을 직접 뚫지 않고도 내부 바다의 조성을 엿볼 수 있는 소중한 기회다.
특히 2024년 NASA가 발사한 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 탐사선은 2030년 유로파 궤도에 도착해, 위성 표면을 근접 비행하며 만약 분출 현상이 발생한다면 직접 그 물기둥을 통과해 성분을 분석할 계획이다.
만약 그 안에서 아미노산이나 복잡한 유기물이 발견된다면, 생명 존재 가능성에 대한 강력한 단서가 될 수 있다.
“굳이 깊은 바다까지 가지 않아도 된다” 새로운 가설
기존의 탐사 시나리오는 바다 깊숙이 들어가 미생물을 찾는 것이었다. 그러나 최근 과학자들은 ‘표면에서도 생명체 흔적을 찾을 수 있다’는 새로운 관점을 제시한다.
뉴욕대 아부다비 캠퍼스의 드미트라 아트리(Dimitra Atri) 박사 연구팀은 지구의 일부 박테리아가 자연 발생 전기를 이용해 살아간다는 사실에 착안했다. 유
로파와 엔켈라두스 표면은 강력한 우주 방사선에 지속적으로 노출되는데, 이때 물 분자와 충돌하면서 전자가 방출된다. 연구팀은 이런 전자의 에너지를 활용하는 미생물이 얼음층 얕은 곳에서 생존할 수 있다고 주장한다.
이 과정은 방사선 분해(Radiolysis)로 불린다.
만약 이 가설이 맞는다면, 수십 km 두께의 얼음을 뚫을 필요 없이 수십 m 깊이만 탐사해도 생명체 흔적을 발견할 수 있다. 이는 탐사 난이도와 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 새로운 패러다임으로 평가된다.
극한 환경에서 생명은 어떻게 살아남을까
지구에도 유사한 사례가 있다.
해저 열수구 주변의 미생물은 햇빛이 전혀 닿지 않는 환경에서 화학합성(chemosynthesis)으로 살아간다. 또 일부 세균은 방사성 광물이나 철, 황 같은 무기물을 에너지원으로 활용한다.
체르노빌 원전 내부와 같은 강력한 방사선 지역에서도 특정 곰팡이가 번성하는 사례가 보고됐다. 이런 극한 생명체의 존재는, 생명체가 반드시 지구와 같은 환경(적당한 온도, 햇빛, 대기)에서만 존재한다는 고정관념을 깨뜨린다.
따라서 유로파와 엔켈라두스의 얼음 표면 근처에서도 충분히 미생물이 생존할 가능성이 있다는 주장은 단순한 상상이 아니라 과학적 근거 위에 세워진 시나리오다.
인류의 다음 질문: “우리는 혼자가 아니다”
만약 유로파 클리퍼가 수집한 자료에서 생명체의 흔적이 발견된다면, 인류는 우주 생명체 탐사의 새로운 시대를 맞이하게 된다.
이는 단순히 외계 생명체의 존재 여부를 넘어, “생명은 우주의 보편적 현상인가?”라는 철학적 질문에 답을 줄 수 있다.
지금까지 천문학은 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 ‘골디락스 존(Goldilocks Zone)’—즉 지구와 유사한 환경의 행성을 생명 후보지로 삼아왔다.
그러나 방사선 분해 에너지에 기반한 생명체가 실제로 확인된다면, 생명이 존재할 수 있는 환경의 범위는 상상을 초월할 정도로 넓어진다. 이는 곧, 은하계 어딘가에 생명이 존재할 확률이 지금보다 훨씬 높다는 뜻이기도 하다.
2030년, 답이 올지도 모른다
유로파 클리퍼는 5년 뒤 본격적인 탐사를 시작한다. 만약 운 좋게 물기둥을 통과한다면, 그 안의 화학 조성을 분석해 미생물 존재 가능성에 한 발 더 다가설 수 있다.
혹은 얼음 지각 얕은 곳을 파고들며 방사선 분해 기반 생명체의 흔적을 찾을지도 모른다.
어느 쪽이든 이 미션은 인류가 우주에서 “혼자가 아닐지도 모른다”는 가능성을 시험하는 중요한 이정표가 될 것이다.
결론: 우주 생명 탐사의 새로운 패러다임
유로파와 엔켈라두스는 단순한 얼음 위성이 아니다. 그 표면과 내부는 인류가 우주 생명의 가능성을 시험할 최적의 실험실이다. 생명체가 발견된다면, 그것은 단순한 과학적 발견을 넘어 인류 문명의 가치관과 철학을 바꿀 사건이 될 것이다.
2030년 이후, 인류는 그 답을 손에 쥘 수도 있다.
그리고 그 답은 인류가 오래도록 품어온 질문—“우리는 정말 우주에서 혼자인가?”—에 대한 가장 놀라운 해답이 될 것이다.