지붕 뚫고 떨어진 운석…태양계 초기 물 흔적 담겼다

2년 전 미국의 한 주택 지붕을 뚫고 떨어진 1㎏이 넘는 운석이 태양계 초기 물과 생명 기원의 단서를 품고 있는 것으로 나타났다.

CNN과 스페이스닷컴 등 외신은 15일(현지시간) 미국 세티(SETI)연구소 피터 제니스컨스 박사가 이끄는 연구진이 이 같은 내용을 담은 연구 결과를 과학 저널 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표했다고 보도했다.

2024년 7월 16일 미국 뉴욕, 뉴저지, 코네티컷, 로드아일랜드, 펜실베이니아 일대에서는 거대한 불덩어리와 함께 폭발음이 관측됐다. 당시 지구로 떨어진 운석은 약 50㎏ 규모였다. 이 가운데 1㎏이 넘는 파편이 뉴저지주 힐스버러의 한 주택 지붕을 뚫고 실내로 떨어졌다. 집주인은 현장에서 유황 냄새가 나는 운석을 발견했다.

지금으로부터 약 2년 전 미국 뉴저지주의 한 주택 지붕을 뚫고 떨어진 힐스버러 운석의 모습 (사진= SETI 연구소)

연구진은 '힐스버러'로 명명된 이 운석을 분석한 결과, 액체 상태의 바닷물이 존재했을 가능성이 있는 소행성에서 유래한 것으로 추정했다. 이는 태양계 초기 환경은 물론 지구 생명체의 기원을 밝히는 데 중요한 단서를 제공할 수 있다는 설명이다.

논문 주저자인 제니스컨스 박사는 운석이 거의 오염되지 않은 상태로 회수된 점이 이번 연구의 가장 큰 성과 중 하나라고 강조했다.

그는 "탄소질 콘드라이트 운석은 수분을 매우 잘 흡수하기 때문에 반드시 장갑을 착용한 상태에서 다뤄야 한다"며 "맨손으로 만졌다면 손의 기름이나 수분 때문에 운석이 오염됐을 가능성이 높다"고 설명했다. 이어 "집주인은 일회용 장갑을 착용한 뒤 운석을 알루미늄 포일로 감싸 유리병에 보관했고, 곧바로 미국 운석학회에 연락했다"며 "덕분에 운석을 매우 깨끗한 상태로 보존할 수 있었다"고 말했다.

46억 년 전 태양계 초기 물질 거의 그대로 보존

분석 결과 힐스버러 운석은 46억 년 전 태양계 형성 초기의 물질을 거의 그대로 간직한 CM형 탄소질 콘드라이트인 것으로 확인됐다. 원시 CM 운석은 일반적으로 CM1과 CM2 두 종류로 구분된다. 두 유형의 가장 큰 차이는 모소행성에 존재했던 물이 운석의 광물과 화학 성분을 얼마나 변화시켰지에 있다.

연구진은 힐스버러 운석이 두 유형의 중간적인 특징을 보여 'CM1/2'로 분류했다. 제니스컨스 박사는 "CM1/2형 운석 가운데 낙하 장면이 관측된 사례는 세계에서 두 번째지만, 원형에 가까운 상태로 연구할 수 있었던 것은 이번이 처음"이라고 설명했다. 앞서 2020년 인도네시아에 떨어진 유사한 운석은 진흙 속에 묻혀 보존 상태가 좋지 않았다.

힐스버러 운석 샘플은 연구를 위해 멸균 유리 용기에 보관됐다. (사진= Queenie Hoi Shan Chan)

그는 "이 운석은 원래 소행성의 지하 구조를 보존한 암석 조각을 포함한 최초의 CM형 운석"이라며 "이를 통해 모소행성의 내부 구조와 물리적 특성을 직접 연구할 수 있는 매우 특별한 기회를 얻게 됐다"고 말했다.

고농도 소금, 다양한 유기화합물과 아미노산 들어 있어

연구팀은 회수된 운석 중 나트륨 농도가 매우 높은 암석 조각을 분석해 소행성 표면 바로 아래에서 물이 증발하면서 농축돼 염분 농도가 높은 소금물이 형성되고, 이 소금물이 암석 틈을 따라 이동한 흔적을 확인했다.

이런 염분 많은 소금물은 소행성 류구, 베누서 가져온 CI형 소행성 샘플에서는 확인됐지만 CM형 운석에서는 발견된 적이 없었다. 연구진에 따르면, 우주 암석에서 물이 증발하면서 농축된 소금 광물이 남았고, 이 광물들이 우리가 알고 있는 생명체에 필수적인 분자를 생성했을 수 있다고 설명했다.

이 운석에는 암석에 존재하는 광물과의 화학 반응을 통해 생성된 유기 화합물과 아미노산이 풍부하게 함유되어 있었고 다른 동종 운석들에 비해 물에 의해 더 많이 변형된 것으로 조사됐다.

해당 연구 공동저자 미국 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터 대니 글래빈 박사는 "힐스버러 운석의 물 추출물에서 단백질의 기본 구성 요소인 다양한 아미노산을 검출했다"며, "힐스버러에서 검출된 아미노산 대부분은 지구상의 생명체에서는 드물거나 존재하지 않으므로, 진정한 의미에서 외계에서 유래한 것"이라고 밝혔다.