[뉴스스페이스=이승원 기자] 국제 연구팀이 목성의 4개의 갈릴레이 위성(유로파, 가니메데, 칼리스토, 이오)이 형성 초기부터 생명체 구성 요소인 복잡 유기분자(COMs, 수소, 산소, 질소를 포함하는 탄소가 풍부한 화합물)를 축적했을 가능성을 입증했다. 이 원시 태양 성운과 목성의 주행성 원반 내에서 만들어진 후, 위성들이 형태를 갖추는 과정에서 그 안에 통합되었을 수 있음을 보여주는 연구결과로, 즉 화학적으로 황량한 세계로 형성되지 않았을 수 있다는 주장이다.

dailygalaxy, arxiv.org, phys.org, academic.oup, astrobiology, eurekalert에 따르면, 프랑스 엑스마르세유대와 미국 사우스웨스트연구소(SWRI) 주도의 두 연구는 원시태양성운과 목성 주행성 원반에서 COMs가 생성·전달되는 과정을 컴퓨터 시뮬레이션으로 재현, 위성 내부 액체 바다와 결합 시 생명 이전 화학 반응을 촉진할 수 있음을 시사했다. 이 연구는 The Planetary Science Journal과 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society에 발표됐다.

연구팀은 500개 얼음 입자의 이동을 추적한 모델에서 태양으로부터 7천문단위 거리에서 방출된 센티미터 크기 입자의 45%가 열처리와 자외선 조사로 COMs를 형성한 뒤 30만년 내 목성 궤도에 도달했다고 밝혔다. 이는 메탄올이나 암모니아·이산화탄소 혼합 얼음이 원시태양성운에서 화학 반응을 일으켜 탄소·수소·산소·질소 풍부 화합물을 만들어내는 과정을 실험실 데이터와 비교 검증한 결과다.

동시 게재된 두 논문은 원시태양성운 경로 외에 목성 주행성 원반 내 국소 생성 경로도 강조했다. 원반의 특정 영역에서 충분한 열(중간 수준 가열)이 COMs 생성을 유발, 위성 형성 물질에 직접 통합됐을 것으로 분석됐다. SWRI의 올리비에 무시스 박사는 "위성들이 화학적으로 무균 상태로 태어나지 않았으며, 초기 COMs 축적이 내부 물과 상호작용하는 기반을 마련했다"고 평가했다.

이 결과는 유로파·가니메데·칼리스토의 지하 바다 거주 가능성을 높인다. COMs가 아미노산·뉴클레오티드 형성을 위한 전구체로 작용할 수 있으며, 가니메데와 칼리스토는 상대적으로 차가운 형성 환경으로 더 많은 원시 유기물을 보존했을 가능성이 크다. Phys.org는 "이중 기원 가설이 행성 형성 초기 생명 조건의 뿌리를 밝힌다"고 분석 보도했다.

NASA의 유로파 클리퍼(2024년 10월 발사, 2030년 4월 도착)는 49회 근접 비행으로 표면·대기 유기물을 탐지하며, ESA의 주스(JUICE, 2023년 4월 발사, 2031년 7월 도착)는 가니메데 중심 관측을 통해 이 예측을 검증한다. 무시스 박사는 "미션 데이터 해석의 핵심 틀로 작용할 것"이라고 전망했다.