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토성의 위성 중 가장 큰 타이탄은 대기에 유기물이 풍부해 생명의 기원을 밝힐 단서로 여겨졌다. 하지만 표면 온도가 영하 180도에 이르는 곳에서 어떻게 다양한 유기물이 생성되는지는 지금껏 미스터리였다.

최근 미국 로런스버클리국립연구소와 하와이대 화학과 등 공동연구팀은 타이탄의 대기에서 ‘다환식방향족탄화수소(PAHs)’가 형성되는 저온 화학반응을 밝히는 데 성공했다. PAHs는 RNA처럼 생명의 기원이 되는 유기 분자를 형성할 수 있어 소위 ‘분자 공장’으로 불린다.

연구팀은 로런스버클리국립연구소가 운영하는 방사광가속기 ‘ALS(Advanced Light Source)’에서 타이탄 대기에 풍부한 두 물질로 PAHs 중 하나인 ‘나프틸 라디칼’과 탄수화물 ‘비닐아세틸렌’을 섞었다. 그 결과 새로운 PAHs인 ‘페난트렌’과 ‘안트라켄’이 생성됐다. 

또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이 과정에 고온의 에너지가 필요하지 않다는 사실도 확인됐다. 연구팀은 이 과정이 타이탄 대기를 만드는 방아쇠 역할을 할 것으로 추정했다. 

연구팀은 향후 이렇게 만들어진 유기물 대기가 생명체를 만들 가능성에 대해서도 추가로 연구할 계획이다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 10월 8일자에 발표됐다. doi:10.1038/s41550-018-0585-y