붉은 행성서 이전에 발견된 적 없는 유기 분자 발견 [여기는 화성]

NASA 큐리오시티 SAM 장비 활용

미국 항공우주국(NASA) 화성 탐사 로버 ‘큐리오시티’가 화성에서 이전에 발견된 적 없는 새로운 유기 분자를 발견해 주목되고 있다.

스페이스닷컴 등 외신은 21일(현지시간) 큐리오시티가 지난 2020년 시추한 암석을 분석한 결과, 총 21개의 탄소 함유 유기 분자를 확인했으며 이 가운데 7개는 처음 발견된 것이라고 보도했다.

NASA의 화성 탐사 로봇 큐리오시티 (사진=NASA)

에이미 윌리엄스 미국 플로리다 대학교 게인즈빌 캠퍼스 지질학과 부교수가 주도한 이번 연구 논문은 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 발표됐다.

샤프 산에서 채취한 암석에서 생명체 증거 물질 포착

연구진은 이번 발견이 고대 화성이 생명체를 유지할 수 있는 화학적 환경을 갖추고 있었음을 다시 한번 뒷받침한다고 설명했다. 특히 해당 분자들이 수십억 년 동안 강한 방사선에 노출됐음에도 암석 내에 보존돼 있었다는 점에서 의미가 크다고 강조했다.

분석 대상은 화성의 샤프 산에서 채취된 ‘메리 애닝 3(Mary Anning 3)’ 암석으로, 이 지역은 과거 호수 환경이 존재했던 것으로 추정된다. 이번에 새롭게 확인된 분자 중에는 질소가 포함된 탄소 고리 구조인 ‘질소-헤테로고리(nitrogen heterocycle)’가 포함됐다. 해당 구조는 RNA와 DNA의 전구체로 알려져 있어 생명체 기원 연구에서 중요한 단서로 평가된다.

큐리오시티 로버가 SAM을 통해 게일 분화구 샤프 산에 있는 점토질 사암에서 20종 이상의 유기 분자를 검출했다. (이미지= NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science systems)

연구진은 “이런 구조는 더 복잡한 질소 함유 분자의 화학적 전구체일 가능성이 크다”며 “질소 헤테로고리는 지금까지 화성 표면이나 화성 기원 운석에서 발견된 적이 없었다”고 밝혔다.

또 다른 주요 발견으로는 탄소와 황을 포함한 유기 분자인 ‘벤조티오펜(benzothiophene)’이 있다. 이 물질은 여러 운석에서도 발견된 바 있으며, 일부 과학자들은 이러한 분자들이 초기 태양계에서 생명 탄생 이전의 화학 반응에 관여했을 가능성을 제기하고 있다.

애쉬윈 바사바다 NASA 제트추진연구소 과학자는 “이번에 확인된 유기 분자들은 과거 화성에 생명체가 존재했을 가능성을 한층 높여준다”고 말했다.

TMAH 용액 활용한 새 분석 기법 활용

이번 분석은 큐리오시티에 탑재된 시료 분석 장치(SAM)을 통해 이뤄졌다. 로버의 로봇 팔 끝 드릴이 암석을 분말로 만든 뒤 이를 고온 오븐에서 가열해 발생하는 가스를 분석하는 방식이다.

특히 이번 연구에서는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 용액을 활용한 새로운 분석 기법이 처음 적용됐다. 이 방법은 기존 방식으로 식별하기 어려운 대형 유기 분자를 분해해 분석할 수 있는 것이 특징이다.

윌리엄스 교수는 “이번 실험은 열정과 과학이 결합된 성과”라며 “다른 행성에서 TMAH를 사용한 것은 이번이 처음으로, 검출된 분자를 해석하기 위해 광범위한 후속 연구가 진행됐다”고 밝혔다.

연구진은 이번 성과가 화성 유기물 연구의 새로운 전환점이 될 것으로 보고 있다. 단순히 유기 분자를 탐지하는 단계를 넘어, 화성 고유의 유기물 특성과 기원을 규명하는 단계로 발전하고 있다는 설명이다.

이번 연구 공동저자인 찰스 말레스핀 NASA 고다드 우주비행센터 연구원은 “이러한 화학 반응을 화성에서 처음 수행할 수 있는 방법을 찾아낸 것 자체가 중요한 성과”라고 평가했다.

연구진은 향후 탐사 임무에서 보다 정밀한 장비를 통해 유기물의 기원과 형성 과정에 대한 추가적인 단서를 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.