나사, 소행성 베누에서 생명의 구성요소 발견

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Jason Dworkin holds up a vial that contains part of the sample from asteroid Bennu delivered to Earth by NASA’s OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer) mission in 2023.

제이슨 드워킨이 2023년 NASA의 소행성 베누의 샘플 중 일부가 담긴 병을 들어보이고 있습니다. NASA의 OSIRIS-REx(기원, 스펙트럼 해석, 자원 식별 및 보안 - 레골리스 탐사선) 미션이 지구로 가져온 소행성 베누의 샘플을 들어보이고 있습니다.

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사진출처) NASA/James Tralie

 

NASA의 오시리스-렉스(OSIRIS-REx) 탐사선은 소행성 베누(Bennu)에서 샘플을 채취하여 DNA와 RNA에서 발견되는 아미노산(Amino Acids)과 뉴클레오베이스(Nucleobases)를 비롯한 생명과 관련된 중요한 분자를 밝혀냈습니다. 암모니아와 포름알데히드의 존재는 우주에서 복잡한 분자가 형성될 수 있는 조건이 무르익었음을 시사합니다.

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과학자들은 또한 베누가 한때 프리바이오틱스(Prebiotic) 화학을 지원할 수 있는 물이 풍부한 환경을 가지고 있었음을 나타내는 일련의 증발광물도 발견했습니다. 이번 탐사는 태양계 전체에 걸쳐 생명체의 구성 요소가 광범위하게 존재할 수 있는 잠재력을 강조하며, 왜 아직까지 지구가 유일하게 생명체가 살 수 있는 곳으로 남아 있는지에 대한 의문을 남겼습니다.

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소행성 베누의 비밀: 생명의 재료?

NASA의 오시리스-렉스 탐사선은 소행성 베누에서 가져온 암석과 먼지 샘플에서 지구 생명체에 필수적인 분자를 찾아냈습니다. 과학자들은 또한 이러한 분자들이 상호 작용하고 더 복잡한 화합물로 진화하는 데 도움을 준 '액체(Broth, 국물?)' 역할을 했을 수 있는 고대 바닷물의 증거도 발견했습니다.

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이 발견은 생명체 자체에 대한 증거는 아니지만 초기 태양계가 생명체가 출현하기에 적합한 조건을 갖추고 있었기 때문에 다른 행성과 위성에서도 생명체가 형성되었을 가능성이 높다는 것을 알려줍니다.

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워싱턴에 있는 NASA 본부의 과학 임무국 부행정관 니키 폭스(Nicky Fox)는 “NASA의 오시리스-렉스 임무는 이미 태양계의 시작에 대해 우리가 이해하는 것에 대한 교과서를 다시 쓰고 있다”고 합니다. “소행성은 지구의 역사에 대한 타임캡슐을 제공하며, 베누의 샘플은 지구에 생명이 시작되기 전에 태양계에 어떤 성분이 존재했는지를 이해하는 데 중요한 단서가 됩니다."라고 이야기 합니다.

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사진출처) NASA

 

생명의 기원은 과학계에서 가장 깊은 미스터리 중 하나로 판구조론, 물의 대류, 심지어 생명 자체에 묻혀 해결의 실마리를 찾지 못하고 있습니다. 과학자들은 그 해답을 찾기 위해 지구를 넘어 눈을 돌리고 있습니다. NASA가 베누와 같은 원시 소행성에서 샘플 귀환 임무를 추진하고 있으며, 베누는 2020년에 원시 물질을 채취하여 2023년에 지구로 가져왔습니다. 베누의 암석은 태양계가 형성될 때 생명의 구성 요소를 키울 수 있는 적절한 조건을 갖추고 있음을 밝견할 수 있었습니다.

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우주에서 생명의 기원을 밝히다

저명한 과학 학술지인 네이처(Nature)와 천문학 전문 저널인 네이처 아스트로노미(Nature Astronomy)에 게재된 연구 논문에서 NASA와 다른 기관의 과학자들은 2023년에 오시리스-렉스가 지구로 보낸 베누 샘플의 미네랄과 분자에 대한 최초의 심층 분석 결과를 공유했습니다.

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네이처 아스트로노미에 개제된 논문에 자세히 설명된 가장 주목할 만한 발견 중에는 지구 생명체가 단백질을 만드는 데 사용하는 20개 중 14개의 아미노산과 지구 생명체가 DNA와 RNA와 같은 더 복잡한 지구 생체 분자에 유전적 지시를 저장하고 전달하는 데 사용하는 5가지 핵산염이 모두 포함되었으며, 아미노산을 단백질로 배열하는 방법도 포함되었습니다.

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과학자들은 또한 베누 샘플에서 매우 많은 양의 암모니아가 발견되었다고 설명했습니다. 암모니아는 적절한 조건이 주어지면 샘플에서도 검출된 포름알데히드와 반응하여 아미노산과 같은 복잡한 분자를 형성할 수 있기 때문에 생물학에서 중요한 역할을 합니다. 아미노산이 긴 사슬로 연결되면 단백질이 만들어지고, 단백질은 거의 모든 생물학적 기능의 원동력이 됩니다

사진출처) NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab/SVS

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과거 베누의 물 흔적 추적하기

글래빈의 연구팀이 베누 샘플을 분석하여 생명체 관련 화합물에 대한 힌트를 찾는 동안 워싱턴 스미소니언 국립자연사박물관의 운석 큐레이터인 팀 맥코이(Tim McCoy)와 런던 자연사박물관의 우주 광물학자 사라 러셀(Sara Russell)이 이끄는 동료들은 이 분자들이 형성되었을 환경에 대한 단서를 찾았습니다. 네이처에 보고한 과학자들은 생명체의 화학을 시작하기에 적합한 고대 환경의 증거를 추가로 설명합니다.

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과학자들은 방해석에서 할라이트, 실바이트에 이르기까지 베누 샘플에서 용해된 염을 함유한 물이 오랜 시간에 걸쳐 증발하면서 염이 고체 결정으로 남아 형성되는 11가지 미네랄의 흔적을 확인했습니다.

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왜소 행성 세레스(Ceres)와 토성의 위성 엔셀라두스(Enceladus)를 비롯한 태양계 전역에서 유사한 염수가 발견되었거나 발견될 가능성도 있다고 합니다.

사진출처) NASA/Erika Blumenfeld & Joseph Aebersold

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지금까지 본 적 없는 완전한 광물 세트

과학자들은 이전에 지구 표면에 떨어진 운석에서 여러 가지 증발물을 발견했지만, 수천 년 이상 지속되었을 수 있는 증발 과정을 보존하는 완전한 세트를 본 적은 없었습니다. 베누에서 발견된 트로나(Trona, 베이킹소다의 천연광석) 같은 일부 광물은 외계 샘플에서 처음으로 발견되었습니다.

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맥코이는 “이 논문들은 이 소행성에서 생명체의 성분이 실제로 어떻게 결합하여 우리가 보는 소행성을 만들었는지 설명하는 데 도움이 될 것입니다.”라고 합니다.

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왼손잡이성 편향의 미스터리 풀기

베누 샘플이 제공한 모든 해답에 대해 몇 가지 의문이 남아 있습니다. 많은 아미노산은 왼손잡이성(Left-handedness)과 오른손잡이성(Right-handedness)처럼 두 개의 거울상 이성질체 혹은 광학 이성질체로 만들어질 수 있습니다. 지구상의 생명체는 거의 독점적으로 왼손형만 만들어지지만, 베누 샘플에는 두 가지가 동등하게 혼합되어 있습니다. 이는 초기 지구에서 아미노산도 동일한 혼합물로 시작했을 수 있음을 의미합니다. 생명체가 오른쪽이 아닌 왼쪽으로 향하게 된 이유는 아직 미스터리로 남아 있습니다.

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잠재력이 가득한 우주, 하지만 왜 지구뿐인가?

NASA의 오시리스-렉스 프로젝트 담당 과학자이자 네이처 아스트로노미 저널에 개제된 논문의 공동 수석 저자인 제이슨 드워킨(Jason Dworkin)은 “오리시스-렉스 프로젝트는 매우 성공적인 임무였습니다.”라고 이야기 합니다. “오리시스-렉스의 데이터는 생명체의 잠재력이 가득한 태양계의 그림에 중요한 붓질을 더합니다. 지금까지 왜 우리는 지구에서만 생명체를 발견하고 다른 곳에서는 발견하지 못했는지, 그것은 정말 흥미로운 질문입니다.”

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※ 관련 내용을 자세히 알아보기: https://youtu.be/3LtNaTYzjms

 

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※ 기사 내용 참조

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[SciTechDaily] NASA Uncovers Life’s Building Blocks in Asteroid Bennu’s Pristine Sample | By NASA’s Goddard Space Flight Center | February 2, 2025 | https://scitechdaily.com/nasa-uncovers-lifes-building-blocks-in-asteroid-bennus-pristine-sample/

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[Nature Astronomy] Abundant ammonia and nitrogen-rich soluble organic matter in samples from asteroid (101955) Bennu | by Daniel P. Glavin, et. al | 29 January 2025 | DOI: 10.1038/s41550-024-02472-9 | https://www.nature.com/articles/s41550-024-02472-9

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[Nature] An evaporite sequence from ancient brine recorded in Bennu samples | by T. J. McCoy, et. al | 29 January 2025 | DOI: 10.1038/s41586-024-08495-6 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08495-6

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