(왼쪽부터) 지구, 목성의 다르가니 미드와 유로파, 토성의 다르엔셀라두스.
지구처럼 태양을 공전(주위를 일주하는)하는 별을 행성이라고 부르고 다시 행성 주위를 도는 위성을 달이라고 부른다. 수성과 금성은 지리적으로 태양에 가까워 태양이 끌어당기는 중력이 강하고 달이 없다. 비록 있다 하더라도 태양에 빼앗긴다.
그러나 지구에서만 태양과의 거리가 1억 5천만 킬로미터나 되기 때문에 태양은 지구의 달을 끌 수 없다. 더 멀리 있는 화성의 달은 태양중력이 약해 지름이 22와 12밖에 안 되는 작은 크기지만 화성 주위를 잘 돌고 있다. 목성은 태양으로부터 7억 8천만 km나 떨어져 있고 크고 작은 달이 67개나 된다. 이보다 더 멀리 14억 km 떨어진 토성은 달을 53개나 갖고 있으며 태양계에 존재하는 총 173개의 달 중 약 70%는 목성과 토성에 있다.
이처럼 여러 달들이 저마다 독특한 개성과 비밀을 지니고 있지만 한 달을 탐색하는 데는 천문학적 비용이 들고 멀리 미뤄야 한다. 이 많은 달 가운데 과학이 관심을 갖는 달은 미생물로도 생명체가 사는 달인데 학계는 3개의 달을 가리킨다. 가니미드(Ganymede)와 유로파(Europa)에서 목성의 달이고 다른 하나는 엔셀라두스(Enceladus)라는 토성의 달이다. 가니미드의 지름은 5300킬로로 지구 달의 1.5배나 된다. 이는 태양계에서 달로서는 가장 크다. 달 표면은 단단한 얼음으로 덮여 있지만 얼음 밑에는 깊이가 2천킬로가 넘고 염분이 있는 바닷물이 있다. 목성의 평균기온이 영하 171도여서 45억년의 세월이 흘렀다면 아무리 바다가 깊다고 해도 얼어붙어야 하지만 가니미드는 지구처럼 중앙 핵심에 온도가 1700도나 되는 선철핵(Iron Core)을 보유하고 있어 해저에는 액체가 있고 선철핵 때문에 지구처럼 자력이 있으며 미생물이 생존할 가능성이 높다. 그러나 속을 관찰하는 일은 쉽지 않다. 얼음을 깨야 하기 때문이다. 인류는 2030년에 탐사선을 이곳에 들여보낼 계획이다.
목성의 또 다른 달 유로파는 지름이 3,100km이므로 우리 지구의 달 크기와 같다. 이것도 100킬로가 넘는 얼음으로 덮여 있고 중앙에 규소 성분을 가지는 암석핵이 있다. 암석과 얼음 사이에 물이 존재한다. 뜨거운 암석도 아닌데 어떻게 물이 녹았을까? 이는 목성의 중력에 이끌려 얼음 표면이 높이 150m까지 주기적으로 올라가 마찰에 의해 발생하는 열로 여겨지고 있다. 이는 마치 지구의 달인력으로 밀물과 썰물이 태어나는 현상 같다. 이 같은 흔들림으로 인해 얼음 표면에는 수많은 균열이 생기고 균열 틈새로 수증기가 분출될 수 있다. 분출된 수증기 속에서 산소가 발견되었기 때문에 생명체가 살 수 있는 조건이 될 것으로 추측한다. 생명체가 있을 수 있는 또 다른 달에는 세라두스는 토성의 달이지만 생명체를 가진 달일 가능성이 가장 높다.
그 이유는 1997년 보낸 카시니 탐사선이 12년 동안 토성 주위를 탐사했는데 지난해 달에서 분출하는 수증기 속에서 메탄가스가 발견됐기 때문이다. 메탄가스는 일반적으로 생물이 썩을 때의 악취를 말한다. 목성의 평균기온은 영하 171도로 바닷물 깊이가 수천m라 해도 쑥돌처럼 꽁꽁 얼어버린다. 엔셀라두스는 지름이 500km 정도로 한국만 한 작은 달이다. 표면은 3040km의 얼음으로 덮여 있고 나머지는 암반이다.
그러나 2005년 카시니 탐사선은 남극에서 수증기가 빠른 속도로 분출하는 것을 발견했다. 2015년에는 카시니가 지상 38km까지 접근해 수증기를 분석한 결과 놀랍게도 메탄가스가 나왔고 적외선 카메라 촬영 결과 1000도가 넘는 열이 남극 얼음 속에 있는 것으로 나타났다. 모두 얼었던 얼음 가운데 어떻게 일부분에 높은 고온이 존재하는지 원인은 밝혀지지 않았다. 미생물은 햇빛이 없어도 뜨거운 물에서 생존한다. 실제로 지구 해저에서 분출되는 화산 주위는 고열이지만 미생물이 많이 몰려 살고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 2030년 새 분석기를 탑재한 탐사선을 보낼 예정이다.
이런 말을 들으면 인간이 외계 생명체를 찾기 위해 얼마나 노력하는지 알 수 있다. 지구에서는 정원의 흙 한 숟갈 속에서 DNA를 가진 미생물이 보통 10억 개 이상 발견되는데 외계에서 한 미생물이라도 발견하면 이는 빅뱅과 함께 생명체가 온 우주에 뿌려졌다는 의미가 되기 때문에 과학자들은 흥분하는 것이다.