금성 표면에 한때 액체 상태의 물이 있었다는 이론에 연구자들이 충격을 가하다

천문학자 팀은 금성이 결코 거주 가능한 곳이 아니었다는 것을 발견했습니다. 수십 년 동안 우리와 가장 가까운 행성인 금성은 오늘날보다 지구와 훨씬 더 비슷했을 것이라는 추측이 있었습니다.

케임브리지 대학의 연구자들은 금성 대기의 화학적 구성을 연구했고, 오늘날 금성의 내부가 너무 건조해서 표면에 바다가 존재할 만큼 물이 충분했을 리가 없다고 추론했습니다. 대신, 이 행성은 아마도 역사 전체에 걸쳐 뜨겁고 살기 힘든 세계였을 것입니다.

Nature Astronomy 저널에 보고된 결과는 지구의 독특성을 이해하고 태양계 밖의 행성에서 생명체를 찾는 데 영향을 미칩니다. 많은 외계 행성이 금성과 비슷하지만, 이 연구는 천문학자들이 지구와 더 비슷한 외계 행성에 초점을 맞춰야 한다고 제안합니다.

멀리서 보면 금성과 지구는 형제처럼 보입니다. 크기가 거의 같고 지구와 같은 암석 행성입니다. 하지만 가까이서 보면 금성은 사악한 쌍둥이와 더 비슷합니다. 황산의 두꺼운 구름으로 덮여 있고 표면의 평균 온도는 500°C에 가깝습니다.

이런 극한의 조건에도 불구하고, 천문학자들은 수십 년 동안 금성에 한때 생명체가 살 수 있는 액체 바다가 있었는지, 아니면 지금은 두꺼운 구름 속에 어떤 신비한 형태의 '공중' 생명체가 존재하는지 조사해 왔습니다.

"이 10년의 끝에 탐사선을 보내기 전까지는 금성이 생명을 유지할 수 있는지 또는 실제로 생명을 유지했는지 확실히 알 수 없을 것입니다." 케임브리지 천문학 연구소의 박사 과정생이자 저자인 테레자 콘스탄티누가 말했다. "하지만 금성은 바다가 없었을 가능성이 높기 때문에 지구와 비슷한 생명체를 유지했을 것이라고 상상하기 어렵습니다. 지구와 비슷한 생명체는 액체 물이 필요합니다."

우리 은하의 다른 곳에서 생명체를 찾을 때 천문학자들은 거주 가능 영역에서 모항성을 공전하는 행성에 초점을 맞춥니다. 거주 가능 영역의 온도는 행성 표면에 액체 물이 존재할 수 있는 수준입니다. 금성은 별 주위에서 이 거주 가능 영역이 어디에 있는지에 대한 강력한 한계를 제공합니다.

콘스탄티누는 "금성은 우리와 가장 가까운 행성이지만, 거주 가능 영역의 바로 가장자리에 있는 우리와는 매우 다르게 진화한 행성을 탐사할 수 있는 독특한 기회를 제공하기 때문에 외계 행성 과학에 중요합니다."라고 말했습니다.

금성이 46억 년 전에 형성된 이후로 금성의 조건이 어떻게 진화했는지에 대한 두 가지 주요 이론이 있습니다. 첫 번째 이론은 금성 표면의 조건이 한때 액체 물을 지탱할 만큼 온화했지만, 광범위한 화산 활동으로 인한 폭주 온실 효과로 인해 행성이 점점 더 뜨거워졌다는 것입니다. 두 번째 이론은 금성이 뜨거운 상태로 태어났고 액체 물이 표면에서 응축될 수 없었다는 것입니다.

"두 이론 모두 기후 모델에 기반을 두고 있지만, 우리는 금성의 현재 대기 화학에 대한 관찰을 바탕으로 다른 접근 방식을 취하고 싶었습니다." 콘스탄티누가 말했습니다. "금성 대기를 안정적으로 유지하려면 대기에서 제거되는 모든 화학 물질도 대기로 복원되어야 합니다. 행성의 내부와 외부는 서로 끊임없이 화학적으로 소통하고 있기 때문입니다."

연구진은 금성 대기에서 물, 이산화탄소, 황화카르보닐 분자가 파괴되는 현재 속도를 계산했는데, 대기를 안정적으로 유지하려면 화산 가스를 통해 이를 회복해야 합니다.

화산 활동은 대기에 가스를 공급함으로써 금성과 같은 암석 행성의 내부를 들여다볼 수 있는 창을 제공합니다. 마그마가 맨틀에서 표면으로 올라오면서 행성의 더 깊은 부분에서 가스를 방출합니다.

지구에서 화산 폭발은 대부분 증기입니다. 우리 행성의 물이 풍부한 내부 때문입니다. 하지만 금성 대기를 유지하는 데 필요한 화산 가스의 구성을 기준으로 연구자들은 금성의 화산 가스가 최대 6%의 물이라는 것을 발견했습니다. 이러한 건조한 폭발은 화산 가스를 방출하는 마그마의 근원인 금성의 내부도 탈수되었음을 시사합니다.

이 10년이 끝나면 NASA의 DAVINCI 미션은 금성이 항상 건조하고 거주하기 힘든 행성이었는지 테스트하고 확인할 수 있을 것이며, 일련의 플라이바이와 표면으로 보낸 프로브를 통해 확인할 수 있을 것입니다. 이 결과는 천문학자들이 은하계의 다른 별을 공전하는 궤도에서 생명을 유지할 수 있는 행성을 찾을 때 초점을 좁히는 데 도움이 될 수 있습니다.

콘스탄티누는 "과거에 금성이 거주 가능했다면, 우리가 이미 발견한 다른 행성도 거주 가능했을 수 있다는 것을 의미합니다."라고 말했습니다. "제임스 웹 우주 망원경과 같은 기구는 금성과 같이 모항성에 가까운 행성의 대기를 연구하는 데 가장 좋습니다. 하지만 금성이 결코 거주 가능하지 않았다면, 다른 곳에 있는 금성과 같은 행성은 거주 가능한 조건이나 생명체의 후보가 될 가능성이 낮아집니다.

"우리는 금성이 한때 우리 지구에 훨씬 더 가까운 행성이었다는 사실을 알고 싶었기 때문에 그렇지 않았다는 사실을 알게 된 것은 어떤 면에서는 슬픈 일이지만, 궁극적으로는 생명체가 살 수 있는 가능성이 가장 높은 행성에 대한 탐색에 집중하는 것이 더 유용합니다. 적어도 우리가 아는 생명체의 경우에는 말입니다."

이 연구는 영국 연구 및 혁신(UKRI)의 일부인 과학기술시설위원회(STFC)의 지원을 받아 진행되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241202123421.htm