지구의 물, 어디서 왔나…NASA, ‘이 혜성’이 가져왔다 밝혀 [아하! 우주]

목성족 혜성이 지구에 물을 가져왔다는 연구 결과가 나왔다. 이 혜성은 태양계 해왕성 너머 추운 영역인 카이퍼 벨트의 얼음에서 유래한 천체로, 목성과 가까운 궤도를 도는 데 지금까지 50여 개가 알려져 있다.

4일(현지시간) 미국 매체 뉴스위크 등은 미 항공우주국(NASA)의 캐슬린 맨트 박사 연구팀이 목성족 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(67P 혜성)의 물과 지구의 바다에 있는 분자 특징이 매우 일치한다는 연구 결과를 발표했다고 보도했다. 이 연구는 국제 학술지 사이언스 어드밴스 최근호(11월 13일 자)에 실렸다.

연구팀은 유럽우주국(ESA) 로제타 탐사선이 2014년 67P 혜성에 착륙선을 충돌시켜 수집한 물에 대한 측정값 1만 6000여 개를 최신 통계 기법으로 다시 분석해 이런 결과를 내놨다. 이 연구는 목성족 혜성이 지구에 물을 공급하는 데 중요한 역할을 했다는 과거 이론을 뒷받침한다.

물이 지구 생명체의 기본이 된다는 점은 누구나 아는 사실이다. 그러나 물의 기원에 대해서는 다양한 이론이 제기돼 있다. 일부는 약 46억 년 전 지구를 형성한 원시 가스와 먼지에서 비롯했을 수도 있지만, 젊은 태양의 강렬한 열기가 대부분을 기화시켰다고 과학자들은 보고 있다.

이에 따라 지구가 어떻게 액체 상태의 물을 풍부하게 가질 수 있었는지는 과학계에서도 오랫동안 논쟁거리였다.

일부 과학자들은 지구 물의 일부가 화산 활동으로 생성됐다고 제안했다. 화산에서 나온 수증기가 응축돼 비로 내리면서 바다가 만들어지는 데 기여했다는 것이다.

또 지구 바다의 상당 부분은 약 40억 년 전 지구에 집중적으로 충돌했던 소행성뿐 아니라 혜성과 같은 얼음 천체에서 왔다는 증거도 다수 있다.

소행성은 대부분 바위로 이뤄져 있기는 하지만 지구 물의 주요 공급원으로 여겨져 왔다. 물의 기원을 추적하는 데 사용하는 분자적 특징인 ‘중수소 대 수소’(D/H) 비율이 소행성과 지구의 것이 매우 일치하기 때문이다.

반면 주로 얼음으로 돼 있는 혜성은 엇갈린 결과를 낳았다.

지난 20년 동안 여러 목성족 혜성의 수증기를 측정한 결과 지구의 물과 비슷하다는 결과가 나왔지만, 67 혜성에 대한 연구 결과는 그렇지 않아 기존 이론이 틀렸을 가능성이 있다고 시사했기 때문이다.

맨트 박사 역시 “큰 놀라움이었고 모든 것을 다시 생각하게 됐다”고 회상했다. 그러나 맨트 박사가 그의 동료 과학자들이 이번에 내놓은 연구로는 67P 혜성의 물 측정값은 혜성의 코마(핵)에 있는 먼지 입자, 즉 이를 둘러싸고 있는 가스와 먼지구름의 존재로 인해 왜곡됐을 가능성이 있다.

혜성이 태양에 가까워지면 표면이 뜨거워져 가스와 먼지가 더 방출하게 되는데, 중수소가 풍부한 물은 일반 물보다 먼지 알갱이에 더 많이 결합하는 경향이 있다고 연구팀은 설명했다.

맨트 박사는 “67P 혜성에서 측정값 왜곡이 일어날 수 있는 증거를 찾을 수 있을지 궁금했다”면서 이번 결과는 가설을 제안하고 실제로 그 가설이 실현되는 매우 드문 사례라고 밝혔다.

연구팀은 이번 연구가 혜성 역시 소행성과 함께 지구 바다에 기여했다는 가설을 뒷받침할 뿐 아니라 초기 태양계 형성을 이해하기 위한 정보를 제공한다고 말한다. 맨트 박사는 “과거 측정을 다시 검토하고 미래 측정에 대비하면 (혜성) 먼지의 영향을 더 잘 설명할 수 있다”고 부연했다.

윤태희 기자