타이탄의 생명

다중 스펙트럼으로 본 타이탄

토성의 가장 큰 위성인 타이탄의 생명체 존재 가능성은 현재 해결되지 않은 문제이다.

타이탄은 지구보다 훨씬 춥기 때문에 표면에 액체 상태의 물이 존재하지 않는다. 그런 사실은 몇몇의 과학자들이 생명체의 존재에 대해 부정적으로 생각하는 원인이 되기도 한다. 반면에, 타이탄의 두꺼운 대기는 화학적으로 활동적이며 탄소화합물이 매우 많다. 표면에는 메테인과 에테인으로 이루어진 호수가 있으며 얼음 껍질 밑에는 액체상태의 물이 존재하는 층이 있을 것으로 예측된다.

2010년 6월, 카시니-하위헌스 호에서 보내는 데이터를 분석하는 과학자들은 표면 근처의 대기에서 메테인 기반의 생명체 존재를 암시할수도 있는 이상징후를 포착했다. 하지만, 그 현상은 생명체의 존재를 암시하는 것이 아닌 화학적 또는 기상학적 현상일 수도 있다.

화학적 특성

타이탄이 생물 출현 이전의 화학적 연구를 하거나 잠재적인 외계의 생명을 연구할 수 있는 환경으로 고려되는 것은 대기에서 일어나는 유기 화합물의 다양성 때문이다. 다음은 카시니-하위헌스호의 질량 분석에 의해 타이탄의 대기 상층부에서 발견된 물질들이다.

연구	Magee, 1050 km	Cui, 1050 km	Cui, 1077 km	Waite et al., 1000–1045 km
밀도 (cm−3)	(3.18±0.71) x 109	(4.84±0.01) x 109	(2.27±0.01) x 109	(3.19, 7.66) x 109
대기 구성 성분 비율
질소	(96.3±0.44)%	(97.8±0.2)%	(97.4±0.5)%	(95.5, 97.5)%
14N15N	(1.08±0.06)%
메테인	(2.17±0.44)%	(1.78±0.01)%	(2.20±0.01)%	(1.32, 2.42)%
13CH4	(2.52±0.46) x 10−4
수소	(3.38±0.23) x 10−3	(3.72±0.01) x 10−3	(3.90±0.01) x 10−3
아세틸렌	(3.42±0.14) x 10−4	(1.68±0.01) x 10−4	(1.57±0.01) x 10−4	(1.02, 3.20) x 10−4
에틸렌	(3.91±0.23) x 10−4	(5.04±0.04) x 10−4	(4.62±0.04) x 10−4	(0.72, 1.02) x 10−3
에테인	(4.57±0.74) x 10−5	(4.05±0.19) x 10−5	(2.68±0.19) x 10−5	(0.78, 1.50) x 10−5
사이안화 수소	(2.44±0.10) x 10−4
40Ar	(1.26±0.05) x 10−5	(1.25±0.02) x 10−5	(1.10±0.03) x 10−5
프로파인	(9.20±0.46) x 10−6	(9.02±0.22) x 10−6	(6.31±0.24) x 10−6	(0.55, 1.31) x 10−5
프로펜	(2.33±0.18) x 10−6			(0.69, 3.59) x 10−4
프로페인	(2.87±0.26) x 10−6	<1.84 x 10−6	<2.16e-6(3.90±0.01) x 10−6
다이아세틸렌	(5.55±0.25) x 10−6	(4.92±0.10) x 10−6	(2.46±0.10) x 10−6	(1.90, 6.55) x 10−6
사이아노젠	(2.14±0.12) x 10−6	(1.70±0.07) x 10−6	(1.45±0.09) x 10−6	(1.74, 6.07) x 10−6
사이아노아세틸렌	(1.54±0.09) x 10−6	(1.43±0.06) x 10−6	<8.27 x 10−7
아크릴로나이트릴	(4.39±0.51) x 10−7	<4.00 x 10−7	<5.71 x 10−7
프로피오나이트릴	(2.87±0.49) x 10−7
벤젠	(2.50±0.12) x 10−6	(2.42±0.05) x 10−6	(3.90±0.01) x 10−7	(5.5, 7.5) x 10−3
톨루엔	(2.51±0.95) x 10−8	<8.73 x 10−8	(3.90±0.01) x 10−7	(0.83, 5.60) x 10−6

질량 분석은 화합물 원자의 질량을 구별하는 것이지 구조를 구별하진 않기 때문에 발견된 화합물의 정확한 구별을 위한 추가적인 연구가 요구된다.

표면 온도

태양으로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 타이탄은 지구보다 훨씬 춥다. 타이탄의 표면 온도는 약 90 K (-179 °C)로 매우 낮다. 이런 온도에서는 얼음이(존재한다면) 녹거나 증발, 승화하지 않고 고체상태로 남아있는다. 극도로 춥고 대기에서 이산화탄소가 부족한 환경때문에 Jonathan Lunine과 같은 과학자들은 외계 생명체 존재 가능성이 낮다고 생각했다. 타이탄의 평균 표면 온도는 액체 상태의 물이 존재하기에 적합하지 않음에도 불구하고, Lunine과 다른 과학자들의 계산은 운석 충돌이 가끔 물을 기반으로 한 생명체가 살 수 있는, 액체상태의 물이 수백년 혹은 더 긴 시간동안 존재할 수 있는 크레이터와 같은 "중요한 오아시스"를 만들 수 있다고 제안했다.

그러나 Lunine은 액체 상태의 메테인과 에테인이 존재하는 환경의 생명체를 제외시키지 않았다.

표면의 액체상태 물의 부재

타이탄 표면의 액체상태의 물이 없다는 사실은 NASA의 우주 생물학자인 Andrew Pohorille는 2009년 타이탄에 생명체가 존재한다는 주장에 대항하여 언급되었다. 그는 물이 "우리가 아는 유일한 생명체"가 사용하는 용액일뿐만 아니라 물의 화학적 성질은 "유기체의 자기 조직화"를 촉진하는 데도 특별하게 적합하다는 사실 때문에도 중요하다고 주장했다. 그는 타이탄 표면에서 생명체를 발견하는 것에 대한 전망이 생명체를 찾는 임무를 수행하는 데 드는 비용을 정당화하기에 충분한지에 대해 의문을 제기했다.