생명의 기원은 우주에서 나타났을까

생명은 지구에서 처음 나타났다고 사람들은 생각했지만, 생명의 기원이 우주에서 시작했다는 판스페리아(pansperia) 이론도 여전히 과학자들의 관심에서 벗어나지 않았다.

외계에서 생명이 탄생했다는 가설을 설명하기 위해서 지구 바깥에서 생명이 탄생할 수 있음을 보여주는 것은 매우 어렵다. 그 중 한 이유는 우주의 조건은 생명이 탄생하기에는 너무나 열악하기 때문이다.

과학자들은 생명을 만드는 출발점이 되는 ‘빌딩블럭’(building block)이 어떻게 만들어지는지를 본다. 이 작은 유기물인 ‘빌딩블럭’이 점점 커져서 단백질이나 탄수화물 같이 더 큰 분자를 형성한다고 생각하는 것이다.

캐나다 셔브룩대학(University of Sherbrooke) 연구팀은 화학물리학 저널(Journal of Chemical Physics)에 게재한 논문에서 우주 복사가 가득하고 추운 환경에서 작은 유기분자가 형성될 수 있다는 연구결과를 발표했다.

연구팀이 우주의 열악한 조건과 비슷한 환경을 만들고 실험했더니 빌딩블럭이 형성되는 것을 발견했다는 것이다. 실험은 진공상태에서 실시됐는데 이는 우주의 고진공상태를 모방하기 위한 것이다. 이번 실험에서 프로필렌과 에탄, 아세틸린과 같은 분자가 나타난 것은 생명의 ‘빌딩블록’이 지구 이외의 곳에 기원됐을지 모른다는 것을 암시한다. 

과학자들은 메탄과 산소를 머금은 냉동 필름을 복사에 노출시킴으로써 우주같은 환경을 조성했다. 우주에 있는 물체는 다양한 형태의 복사선과 충돌하는데 이때 간단한 분자가 복잡한 분자를 형성하게 된다. 연구팀은 저에너지 전자의 효과를 특별히 관찰했는데 저에너지 전자는 고에너지 복사가 물질과 반응할 때 생산된다.

메탄이나 초산 포름알데히드를 포함한 다양한 다른 작은 유기분자에 대한 간접적인 증거도 발견됐다. 우주의 얼음표면에 있는 2차 전자에 의해서 유발된 화학적 반응에 의해 생명의 구성요소가 형성됐을 가능성을 보여준 것이다.

이번 실험은 혜성이나 소행성 또는 달 사이와 우주에서 발견되는 먼지에서 유기분자가 형성될 수 있음을 보여준다.

이번 연구는 전자자극탈착(ESD electron stimulated desorption) 엑스레이광전자분광법(XPS X-ray photoelectron spectroscopy) 승온이탈(TPD temperature programmed desorption)등의 기술을 사용했다.

이번 연구에 참여하지 않은 에딘버그 대학 우주생물학자인 찰스 카켈(Charles Cockell) 교수는 “이번 연구는 우주복사에 의해 좀 더 복잡한 유기 분자가 만들어지는 또 다른 길을 보여줬다”다고 영국 인디펜던트(Independent) 신문은 보도했다.

생명의 근원이 지구 밖 외계에서 나타날 수 있다는 ‘판스페리아’(pansperia) 이론에 대해 스티븐 호킹도 “생명은 운석에 실려 이 행성에서 저 행성으로, 혹은 이 항성계에서 저 행성계로 퍼질 수 있다”고 주장했다.

카켈 교수는 “이번 실험은 극도로 낮은 온도의 행성간이나 항성계 사이의 우주에서도 좀 더 복잡한 유기화합물을 유도하는 화학적 반응이 일어날 수 있다는 것을 보여줬다”고 말했다.

그러나 카켈 교수는 이번 연구에서 나온 ‘빌딩블럭’을 가지고 생명을 형성하기까지는 너무나 길 이 멀다고 말했다. 생명이 우주에서 생성됐는지 혹은 지구에서 생성됐는지에 대해서는 아직도 미스테리이다.

카켈 교수는 “아마도 아주 간단한 답이 아닐 수 있으며, 사람들은 유기 분자가 형성되는 특별한 장소가 없을 수 있다는 것을 인식하기 시작했다”고 말했다.