외계 생명체 탄생의 서막일까? 원시 별에서 포착된 ‘물+복잡 유기물’ 대잔치!
지구를 비롯한 태양계 행성과 소행성, 혜성이 약 46억년 전 원시 태양 주변의 가스와 먼지 원반, 즉 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 태어났다는 사실은 이제 정설이다. 과학자들이 타임머신을 타고 과거로 돌아간 것은 아니지만, 갓 태어난 별 주변에서 수많은 원시 행성계 원반을 직접 관측하며 이 사실을 확신하고 있다. 우주에서 행성이 어떻게 형성되는지 밝혀내는 것은 물론, 생명체 탄생의 비밀을 풀기 위해 과학자들은 이 원반들을 예의주시하고 있다.
1300광년 너머 생명의 물길이 열리다: V883 오리오니스그 탐사의 중심에 선 별 가운데 하나가 바로 지구에서 1300광년 떨어진 원시 별 V883 오리오니스(Orionis)다. 몇 년 전, 과학자들은 이 별 주변의 원시 행성계 원반에서 막대한 양의 물을 발견하며 세상을 놀라게 했다. 이는 생명의 기본 구성 물질인 물이 비단 우리 태양계에만 흔한 분자가 아니라 외계 행성계에서도 보편적으로 존재할 수 있음을 시사하는 연구 결과였다.
당시 이 대량의 물을 찾아낸 일등 공신은 칠레 고산지대 사막에 건설된 거대 망원경 어레이 ALMA였다. 그리고 최근 독일 막스플랑크 연구소의 아부다카르 파둘 박사와 동료들은 ALMA의 강력한 성능을 이용해 V883 오리오니스에서 추가적으로 복잡한 유기물의 증거를 발견하는 쾌거를 이뤘다.
생명의 첫 씨앗, 복잡 유기물의 등장물론 여기서 말하는 ‘복잡하다’는 것이 단백질 같은 고분자 물질을 의미하는 것은 아니다. 적어도 한 개의 탄소와 다섯 개의 원자로 구성된 물질을 복합 유기 분자(Complex Organic Molecules, COMs)로 분류하는데, 이런 유기물들이 더 복잡한 유기물을 만드는 주요 구성 성분이라는 점에서 생명 탄생의 첫 단계로 해석된다.
연구팀은 무려 17종의 복합 유기 분자를 확인했는데, 우리에게 PET 플라스틱 원료로 더 친숙한 에틸렌 글리콜(C2H6O2)처럼 제법 복잡한 분자도 포함되어 있었다. 하지만 이 가운데 과학자들의 눈길을 사로잡은 물질은 단연 글라이콜로니트릴(C2H3NO)이다. 왜냐하면 이 물질이 바로 생명의 기본 단위인 글리신과 알라닌 같은 아미노산의 전구물질이기 때문이다.
1300광년이라는 엄청난 거리를 고려하면 ALMA처럼 강력한 관측 기기를 사용해도 검출할 수 있는 유기물은 단순하고 양이 많은 분자일 수밖에 없다. 따라서 지금 관측하기 어려울 뿐, V883 오리오니스 주변 원시 행성계 원반에는 이미 생명의 기본 물질인 아미노산이나 핵산 분자가 존재할 가능성이 매우 높다.
태양계의 증거가 뒷받침하는 외계 생명의 가능성이와 같은 가설은 우리 태양계 내 연구 결과로도 강력하게 뒷받침된다. 최근 소행성 베누(Bennu)의 샘플에서 과학자들은 많은 양의 아미노산과 핵산 분자를 확인했다. 이는 아마도 태양계 초기에 형성된 물질이 지금까지 보존된 것으로 여겨진다. 과학자들은 태양계 초기에 수많은 소행성과 혜성이 지구에 충돌하면서 지금의 지구에 엄청난 양의 유기물과 물을 공급했을 것으로 보고 있다. 그리고 사실, 같은 일이 지금 이 순간에도 우주 여기저기에 있는 수많은 행성에서 벌어지고 있을 것이다.
과학자들은 우주에서 생명체와 직접적인 연관이 있는 아미노산처럼 더욱 복잡한 분자를 찾기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 지속적으로 발전하는 관측 기술을 생각하면, 결국 언젠가는 이 노력이 결실을 거두어 우주 곳곳에 숨겨진 생명의 흔적을 찾아낼 수 있을 것으로 기대된다. 머지않아 우리는 외계 생명체 탄생의 비밀에 한 걸음 더 다가설 수 있을지도 모른다.
