그동안 과학자들은 우주망원경을 통해 외계 행성으로부터 산소의 존재를 찾고 있었다.
산소가 존재한다면 또 다른 생명체의 존재를 짐작해 볼 수 있기 때문. 그런데 최근 과학자들이 산소가 없이 수소만으로 구성된 대기 속에서 미생물이 살 수 있다는 사실을 밝혀냈다.
6일 ‘사이언스 뉴스’는 과학자들이 산소가 없이 수소만으로 이루어진 대기 속에서 미생물이 살 수 있다는 사실을 발견했다고 보도했다. 이는 우주 속에서 산소 외에도 수소를 통해 생명체가 살 수 있다는 사실을 말해주는 것이다.
지구와 가장 유사한 것으로 알려진 외계행성 ‘케플러-1649c’의 표면 가상도. 최근 과학자들이 산소가 아닌 수소만으로 생명체가 살 수 있다는 사실을 밝혀내면서 우주생명체 연구에 가속도가 붙고 있다. ⓒNASA
대장균‧이스트, 수소 속에서 생존해
연구를 진행한 곳은 그동안 다른 행성에서 생명체가 살 수 있는지 프로젝트를 진행해온 미국 MIT 연구진이다.
이번 연구를 이끈 사라 시거(Sara Seager) 교수는 “실험을 통해 수소만으로 미생물이 살 수 있다는 사실을 밝혀냈다.”며, “다른 우주 안에서 생명체의 존재를 찾고 있던 과학자들에게 생명체가 살 수 있는 환경의 범위를 대폭 확대할 수 있을 것으로 보인다.”고 말했다.
연구진은 실험을 위해 단세포 생물인 이스트(yeast)와 대장균(E. coli)을 선택했다. 미생물을 부양할 수 있는 영양액(nutrient broth)과 함께 이들 미생물을 6개 세트로 분류한 병들 안에 각각 다른 기체를 주입했다.
병안에 주입한 가스는 순수한 수소와 순수한 헬륨가스, 질소 80%와 이산화탄소 20%의 혼합가스, 그리고 지구 대기에서 채취한 가스 등이다.
그리고 일정 시간이 지난 후 병안에 있는 미생물들을 관찰한 결과 그 안에서 우주과학자들 사이에 ‘생명체 흔적(biosignatures)’으로 알려진 가스들이 다수 분출되고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
이번 연구 결과는 영양 성분이 보충된다면 수소만으로 생명체가 살아갈 수 있음을 말해주는 것이다.
연구 논문은 국제학술지 ‘네이처 아스트로노미(Nature Astronomy)’ 4일 자에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Laboratory studies on the viability of life in H2-dominated exoplanet atmospheres’이다.
그동안 우주 속 다른 생명체의 존재 여부를 알아내기 위해 과학자들은 산소의 흔적을 찾고 있었다. 내년에 발사될 차세대 ‘제임스 웹 우주망원경(JWST)’에도 산소의 흔적을 찾기 위한 장치가 설치되고 있는 중이다.
그러나 이번 연구 결과는 혹시 있을지 모르는 우주 생명체의 범위를 대폭 확대하는 것이다. 수소를 통해 생명체가 존재할 수 있다면 우주 속의 수소 흔적을 통해 또 다른 생명체의 가능성을 유추해나갈 수 있다.
제임스 웹 우주망원경으로 관측 예정
그동안 우주 생명체를 연구하던 과학자들은 수소에 관심을 갖고 다양한 연구를 진행해왔다.
수소를 통해 생명체가 존재할 수 있다는 가능성 때문이다. 워싱톤 대학의 존 배로스(John Baross) 교수가 그중의 하나다.
배로스 교수는 연구를 통해 수소만으로는 생명체가 살아갈 수 없으며, 이를 보완할 물질이 필요하다는 사실을 발견했다. 이 물질이 MIT 연구에서 수소‧헬륨가스와 함께 주입한 영양액(nutrient broth)이다.
이 영양액은 화학성분을 바위로 변화시키는 물질로 지구를 비롯한 행성 생성 과정에서 중요한 역할을 하는 물질이다. 과학자들은 이 물질이 바닷물 속에 포함돼 있어 지구 표면을 덮고 있는 대규모 암반층을 형성하는데 핵심적인 역할을 했다고 보고 있다.
그리고 MIT 연구진이 이번 실험을 통해 이스트, 대장균과 같은 단세포 세균들이 수소 안에서 영양액과 함께 생존할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 이번 연구 결과는 향후 우주 생명체 연구에 범위를 확대하는 분기점이 될 것으로 보인다.
그동안 우주생명체를 연구하는 과학자들은 지구보다 작은 크기의 외계행성들이 어떻게 형성됐으며, 수소를 중심으로 대기를 형성했는지 깊은 관심을 갖고 연구를 진행해왔다.
과학자들은 그 이유로 표면을 뒤덮은 암반을 주목해왔다. 암반으로부터 수소와 헬륨 가스가 생성되고 있다고 보고, 외계행성 탐사를 통해 그 흔적을 찾고 있었다. 내년에 발사할 ‘제임스 웹 우주망원경(JWST)’에도 관련 장비가 설치되고 있는 중이다.
향후 JWST를 통해 암반 표면에서 가스를 뿜어내는 있는 장면이 포착될 경우 이들 과학자들의 가설을 증명하게 된다.
이론이 없는 것은 아니다. 수소는 매우 가벼운 물질인 만큼 지구를 비롯한 행성 표면으로부터 멀리 떨어져 있어 생명체에 어느 정도 영향을 줄 수 있을지 일부 과학자들을 통해 의문이 제기되고 있다.
그러나 대장균과 이스트가 산소 없이 수소만으로 생존할 수 있다는 사실은 외계행성의 수소를 중심으로 한 대기권에서 또 다른 생명체가 살 수 있다는 것을 말해주는 것이다.
MIT의 다니엘 콜(Daniel Koll) 교수는 “지구 상황에서 수소가 생명체를 살아있게 한다면 다른 외계행성에서도 같은 일이 벌어질 수 있다.”며 이번 연구 결과가 향후 생명체 연구에 큰 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상했다.
(4089)
로그인후 이용 가능합니다.
신체 크기를 자유자재로 변형시키는 능력을 갖춘 주인공이 거시와 미시세계를 넘나드는 이야기를 담은 SF영화인 '앤트맨'의 세계관 실현과 관련된 연구 결과가 나왔다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 박혁규·쯔비 틀러스티(UNIST 교수) 연구진은 우리 눈에 보이는 거시세계 물질에서 입자들이 짝을 지어 움직이는 현상을 실험·이론을 통해 발견했다고 27일 밝혔다.
울산과학기술원(UNIST)은 1천조분의 1초 동안 일어나는 나노입자의 변화를 포착할 수 있는 초고해상도 이미징 기법을 개발했다고 29일 밝혔다. UNIST에 따르면 화학과 권오훈 교수 연구팀은 국내 유일 4차원 초고속 투과전자현미경을 활용해 이산화바나듐 나노입자의 매우 빠른 금속-절연체 상변화 과정을 펨토초(1천조분의 1초) 수준의 정확도로 직접 포착했다.
한국과학기술원(KAIST)은 의과학대학원 이지민 교수 연구팀이 질환 억제·촉진 실마리가 되는 단백질의 수명을 결정하는 단백질 '번역 후 변형'(이하 PTM) 코드를 규명했다고 1일 밝혔다. 디옥시리보핵산(DNA)은 메신저 리보핵산(mRNA)을 통해 복사(전사·transcription)·번역(translation) 과정을 거쳐 단백질로 발현되는데, PTM은 최종 단백질로 번역까지 일어난 이후 추가로 생기는 현상이다. 단백질 구조·효능에 영향을 미치는 것으로 주로 알려졌다.
한국화학연구원은 김태호·안수민 박사 연구팀이 강원대 조용훈 교수팀과 공동으로 수전해(물 전기분해) 장치를 활용해 친환경 수소를 생산할 때 성능을 80% 향상하는 전해질막을 개발했다고 1일 밝혔다. 연구팀은 수소 이온을 전달하는 부분과 막의 강도를 유지하는 부분을 나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 크기로 분리된 구조로 설계했다.
올해 50주년을 맞는 대덕특구를 기념한 다양한 과학행사가 연중 이어진다. 과학기술정보통신부는 31일 대전 유성구 연구개발특구진흥재단에서 '대덕특구 50주년 기념행사 추진위원회 출범식'을 열어 기념행사 준비에 착수했다고 밝혔다. 과기정통부는 대덕특구 50주년을 맞아 성과전시회, 기술사업화박람회, 국제콘퍼런스, 50주년 기념식 등 기념행사를 열기로 했다.
한국과학기술원(KAIST)과 서울대 연구진이 포함된 국제연구팀이 세계 최초로 지능형 '전자피부' 개발에 성공했다. 과학기술정보통신부는 KAIST 조성호 전산학부 교수와 서울대 고승환 기계공학부 교수, 미국 스탠퍼드대 제난 바오(Zhenan Bao) 교수 공동 연구팀이 이 같은 성과를 전기·전자 분야 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스'(Nature Electronics)에 29일 게재했다고 밝혔다.
한국과학기술단체총연합회(과총)는 '올해의 10대 과학기술 뉴스'에 국내 개발 우주발사체 '누리호' 발사 성공과 수학자 허준이의 필즈상 수상 등을 선정했다고 28일 밝혔다. 과총은 과학기술에 대한 국민의 관심을 높이기 위해 한 해의 주요 연구개발 성과와 사회적으로 주목받은 과학기술 등을 매년 선정해 발표하고 있다.