NASA의 Webb은 옆집 은하계에서 얼어 붙은 생명체의 빌딩 블록을 발견했습니다.

연구팀은 JWST(James Webb Space Telescope)의 MIRI(중적외선 장비)를 사용하여 우리 은하계와 가장 가까운 이웃 은하인 대마젤란운에서 탄소 기반 화합물 5개를 식별했습니다. 메릴랜드 대학교와 NASA 과학자 Marta Sewilo가 주도한 이 연구는 천체 물리학 저널 편지 2025년 10월 20일.

외계 얼음에서 생명의 화학 성분 탐지

Sewilo의 연구팀은 어린 원시별을 둘러싸고 있는 얼음 내에서 5개의 복합 유기 분자(COM)를 발견했습니다. 여기에는 메탄올과 에탄올(두 가지 알코올 유형 모두), 메틸 포르메이트와 아세트알데히드(지구상의 산업용 화학물질), 아세트산(식초의 주성분)이 포함되었습니다. 화합물 중 하나인 아세트산은 이전에 우주 얼음에서 명확하게 관찰된 적이 없었고, 나머지 화합물인 에탄올, 메틸 포르메이트, 아세트알데히드는 은하수 밖의 얼음에서 처음으로 검출되었습니다.

연구팀은 또한 RNA 형성과 관련된 당 관련 분자인 글리콜알데히드의 징후를 발견했지만 이를 확인하려면 추가 분석이 필요합니다.

JWST의 날카로운 비전으로 우주 화학의 새 창을 열다

Sewilo는 “우리가 멀리 떨어져 있는 원시성 주변의 얼음과 관련된 희미한 스펙트럼 특징을 감지할 수 있는 것은 JWST의 탁월한 감도와 높은 각해상도 덕분입니다.”라고 말했습니다. “JWST의 스펙트럼 분해능은 신뢰할 수 있는 식별이 가능하도록 충분히 높습니다.”

Webb 망원경 이전에는 메탄올이 원시별 주변의 얼음에서 확인된 유일한 복합 유기 분자였습니다. 심지어 우리 은하계에서도 마찬가지였습니다. Sewilo에 따르면, 새로운 데이터의 뛰어난 정밀도 덕분에 그녀의 팀은 단일 스펙트럼에서 전례 없는 양의 정보를 추출할 수 있었습니다.

생명의 기원을 연구하는 가혹한 은하계

이번 발견은 분자가 발견된 위치 때문에 특히 놀랍습니다. 지구에서 약 160,000광년 떨어진 곳에 위치한 대마젤란운은 초기 우주와 유사한 조건에서 별이 어떻게 형성되는지 연구하기에 이상적인 환경입니다. 이 작은 은하는 우리 태양계의 중원소(원자번호가 헬륨보다 큰 원소)의 약 1/3에서 1/2에 불과하며 훨씬 더 강한 자외선 복사를 견뎌냅니다.

Sewilo는 “낮은 금속성 환경, 즉 수소와 헬륨보다 무거운 원소의 양이 줄어든다는 것은 초기 우주 시대의 은하계와 유사하기 때문에 흥미롭다”고 설명했습니다. “우리가 대마젤란운에서 배운 내용은 우주가 훨씬 더 젊었을 때부터 더 먼 은하계를 이해하는 데 적용할 수 있습니다. 가혹한 조건은 화학 반응에 사용할 수 있는 탄소, 질소, 산소와 같은 중원소가 훨씬 적은 원시 환경에서 얼마나 복잡한 유기 화학이 발생할 수 있는지에 대해 더 많이 알려줍니다.”

우주 먼지에서 복잡한 분자가 형성되는 방식

연구 공동 저자인 네덜란드 라이덴 대학의 Will Rocha는 COM이 기체 상태와 성간 먼지 입자를 코팅하는 얼음 층 모두에서 형성될 수 있다고 지적했습니다. 일단 형성되면 이러한 얼음은 나중에 분자를 다시 가스로 방출할 수 있습니다. 메탄올과 포름산 메틸은 이미 대마젤란운 내의 기체 상태에서 관찰되었지만, 이는 그러한 분자가 고체 얼음 자체에서도 형성되고 있다는 최초의 증거입니다.

Rocha는 “얼음 속의 COM 탐지는 이러한 결과를 뒷받침합니다.”라고 말했습니다. “대마젤란 구름에서 얼음 COM이 발견된 것은 이러한 반응이 태양 근처보다 훨씬 더 가혹한 환경에서 효과적으로 COM을 생성할 수 있다는 증거를 제공합니다.”

생명의 성분은 우주 초기에 형성되었을 수 있습니다

초기 우주에서 발견된 것과 유사한 낮은 금속성 환경에서 이러한 복잡한 분자의 존재는 생명체의 구성 요소가 과학자들이 한때 생각했던 것보다 훨씬 더 일찍, 그리고 더 넓은 범위의 조건에서 형성되기 시작했을 수 있음을 시사합니다.

이 발견은 생명체가 다른 곳에 존재한다는 것을 증명하지는 않지만, 유기 화합물이 행성 형성 과정을 견딜 수 있고 잠재적으로 젊은 행성에 통합되어 언젠가 생명체가 나타날 수 있는 조건을 만들 수 있음을 나타냅니다.

우주 화학 검색 확장

Sewilo와 그녀의 공동 연구자들은 대마젤란운과 소마젤란 구름 모두에서 더 많은 원시별을 조사하여 이러한 분자가 얼마나 널리 퍼져 있는지 탐구함으로써 연구를 확장할 계획입니다.

Sewilo는 “우리는 현재 대마젤란운에 하나의 광원만 갖고 있고 은하수 얼음에 있는 이러한 복잡한 유기 분자를 탐지할 수 있는 광원은 4개뿐입니다. 이 두 은하 사이의 COM 풍부도의 차이를 나타내는 초기 결과를 확인하려면 두 곳에서 더 큰 샘플이 필요합니다”라고 Sewilo는 말했습니다. “그러나 이번 발견으로 우리는 우주에서 어떻게 복잡한 화학이 나타나는지 이해하고 생명이 어떻게 탄생했는지에 대한 새로운 연구 가능성을 여는 데 있어 상당한 발전을 이루었습니다.”