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금성의 구름에서 유독 가스 포스핀(phosphin)을 처음으로 발견.
가스는 약 53~61km의 고도 금성의 구름층에서 발생. 금성의 적도와 행성의 중위도에서 가장 강력한 신호 발견. 유기체의 존재를 나타내는 것일 수 있다.

금성의 구름 속에 생명체가 있을까?
유독 가스 포스핀 검출은 순수한 화학 공정으로는 설명할 수 없다.

생명의 증거?
연구원들이 금성의 구름에서 유독 가스인 포스핀(phosphin)을 처음으로 발견했다.
완전히 예상치 못한 발견이다. 과학자들이 설명했듯이 이 가스를 생산할 수 있는 화학 공정이 없기 때문이다. 반면에 포스핀은 외계 생명체에 대한 가능한 생체 사인으로 간주된다.
그러나 금성의 구름 속에 생명체가 있을 수 있는지는 당분간 열려 있는 의문이다.

▲ 금성의 구름에는 소량의 유독 가스 포스핀이 있다. 연구자들은 그것이 어디에서 왔는지 아직 설명할 수 없다. © JAXA / ISAS / DARTS, Damia Bouic.

오늘날 금성은 꽤 지옥 같은 곳이다.
450도 이상의 온도와 약 90bar의 압력은 표면에서의 생명을 불가능하게 만든다.
연구에 따르면 우리 이웃 행성은 약 7억년 전까지 만해도 살기 좋으며 바다도 있었다.
그러므로 이론적으로는 한때 금성에서 생명체가 발달했음을 배제할 수 없다.
일부 연구자들은 이러한 생명체가 금성의 구름에서 피난처를 찾았을 수도 있다고 의심한다.

생명 지표로서의 독가스

최근 발견은 금성 구름의 생명체에 대한 추측을 불러일으킬 수 있다.
카르디프 대학교(Cardiff University)의 제인 그례브스(Jane Greaves)와 그녀의 동료들은 처음으로 금성의 구름에서 모노포스판(Monophospan(PH3))을 발견했기 때문이다.
포스핀이라고도하는 이 가스는 인간과 대부분의 동물에게 매우 독성이 있다.
엄격한 조건에서 살충제로 사용되며 화학 산업에서 사용된다.

▲ 모노포스판의 기하학적 구조

그러나 소량이지만 자연적으로 포스핀 가스를 생성하는 혐기성 박테리아도 있다.
따라서 지구의 대기에는 이 가스의 미세한 흔적이 포함돼 있다.
공기 분자 1조 개당 분자 몇 개(1조 개당 부품 수, ppt)의 농도다.
"포스핀은 인위적 활동 및 미생물의 존재와 밀접하게 관련되어 있다"고 Greaves와 그녀의 팀은 설명했다.

금성에도 모노 포스판

이것이 바로 이 인 화합물이 외계 생명체의 가능한 지표로서 우주 생물 학자에게 흥미로운 이유다. 바위가 많은 행성에서는 표면과 대기의 산화 조건이 포스핀의 화학적 형성을 막고 분자를 즉시 ​​분해하기 때문이다.
만약 존재한다면, 연구자들이 설명했듯이 이것은 유기체의 존재를 나타내는 것일 수 있다.

금성에서 모노 포스핀의 스펙트럼 표시의 증거는 훨씬 더 놀랍다.
연구를 위해 Greaves와 그녀의 팀은 2017년 하와이의 James Clerk Maxwell 전파 망원경으로, 2019년에는 칠레의 Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)로 이웃 행성을 겨냥했다. 스펙트럼 데이터를 처리한 후 두 망원경의 스펙트럼은 포스핀의 특징을 보여주었다.

구름층의 사인

그러나 이것은 금성의 구름 덮개에 소량의 인 화합물이 있어야 한다는 것을 의미한다.
연구원들은 “우리가 관찰한 특성을 설명할 수 있는 포스핀 이외의 다른 화합물을 찾을 수 없다”고 말했다.
그들의 측정에 따르면 가스는 약 53~61km의 고도에서 발생하므로 금성의 구름층에서 발생한다. 연구자들은 금성의 적도와 행성의 중위도에서 가장 강력한 신호를 발견했다.

하지만 농도는 극히 낮다.
가스 입자 10억 개당 분자가 약 20개에 불과하다(10 억분의 일, ppb).
그러나 이것조차도 놀라운 일이다. “이러한 작은 비율의 포스핀조차도 금성과 같은 산화된 대기에서는 전혀 예상치 못한 일이다”고 Greaves와 동료들은 말했다.
사실 인은 인산염과 같은 산화된 형태로만 그곳에서 발생해야 한다.

발생기원을 설명할 수 없다

포스핀은 금성의 가스 외피에 오래 보관할 수 없다.
최대 1천 년 후에 화학적으로 분해된다. 연구진은 "포스핀이 여전히 금성에 존재한다는 사실은 대기, 표면 또는 그 아래에 인 공급을 제공하는 공급원이 있어야 함을 나타낸다"고 말했다. 그러나 상상할 수 있는 화학 반응 중 어떤 것도 금성의 구름에서 가능하지 않거나 충분한 모노 포스판을 생성하지 않을 것이다.

그들의 계산에 근거해 과학자들은 미세 운석을 통헤 물질이 유입된 것을 배제한다.
또 다른 가능성은 번개가 모노 포스판의 형성을 자극하지만 이것은 데이터와도 일치하지 않는다는 것이다. "금성에는 번개가 있지만 지구보다 훨씬 적다"고 Greaves와 팀은 말했다.
"포스핀 생산량은 천만 배 이상 너무 낮을 것이다."

▲ 금성의 구름에있는 인 (PH3). © ESO / M. Kornmesser, L. Calçada, NASA / JPL-Caltech

금성의 구름 속의 생명체?

그렇다면 무엇이 남아 있을까?
지금까지 이 질문에 대한 답은 열려 있다. "알려진 과정이 금성의 상층 대기에서 포스핀을 설명할 수 없다면, 그것은 이전에 금성에서 그럴듯하다고 여겨지지 않았던 과정에 의해 생성되어야 한다"고 과학자들은 말했다. “알려지지 않은 광화학이나 지구 화학일 수도 있지만 생명체일 수도 있다.”
그러나 연구자들은 금성의 구름 속에 생명체가 존재하는 것이 오히려 불가능하다고 생각한다고 강조한다.

공동 저자 MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 클라라 수사 실바(Clara Sousa Silva)는 "이 발견은 유기체가 어떻게 그곳에서 생존 할 수 있는지와 같은 많은 의문을 제기한다"고 말했다. "지구상에서 일부 미생물은 환경에서 최대 약 5%의 산을 견딜 수 있지만 금성의 구름은 거의 전적으로 산으로 구성되어 있다."
90%의 산을 견딜 수 있는 유기체가 있을 수 있는지는 여전히 의문이다.
분명한 것은 이러한 결과가 우리 이웃 행성의 구름을 더 면밀히 조사하는 새로운 동력을 제공한다는 것이다.

유럽 ​​남방 천문대 ESO의 Leonardo Testi는 "금성의 대기에서 생명체의 존재를 확인하는 것은 우주 생물학의 주요 돌파구가 될 것"이라고 말했다. "이론 및 관찰 연구를 통해 이러한 흥미로운 결과를 추구하는 것이 필수적이다.“
(Nature Astronomy, 2020; doi : 10.1038 / s41550-020-1174-4)

[더사이언스플러스=문광주 기자] "No Science, No Future"

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