극한의 우주

머리말_태양계에서 가장 ○○한 곳은?
여행을 시작하며_극한 속으로 뛰어들다

1부 표면과 내부
1 27,000미터 높이의 산―올림푸스몬스 화산
2 영하 235도의 화산―얼음화산
3 10킬로미터 깊이의 협곡―발레스마리네리스
4 움직이고 흔들리는 지구―판구조론
5 12킬로미터 깊이의 자국―충돌 크레이터

2부 바다와 물과 얼음
6 두께가 100킬로미터가 넘는 지하바다―에우로파
7 500미터 높이의 파도―지구
8 가장 큰 얼음덩어리―토성의 얼음위성들
9 태양계의 지킬과 하이드―더러운 얼음혜성
10 무너지는 하늘―화성의 드라이아이스 빙관

3부 최악의 날씨
11 340년 이상 지속된 폭풍―목성의 대적점
12 거세거나 잠잠하거나―지구의 허리케인
13 초속 600미터의 돌풍―해왕성의 바람
14 에베레스트 높이의 진공청소기―화성의 회오리바람
15 가장 딱딱한 비―다이아몬드 우박

4부 극한의 환경
16 크고 못된 아기 남매―엘니뇨와 라니냐
17 섭씨 460도의 온실―금성
18 2미터 두께의 녹슨 철 알갱이층―화성의 먼지폭풍
19 21년 동안 지속되는 여름―천왕성의 자전축
20 불지옥의 눈덩이―수성

5부 고리와 물체
21 화려한 7개의 고리―토성
22 수십억의 수십억 개의 별―오르트 구름
23 히로시마 원자폭탄 7억 개의 공격―슈메이커-레비
24 그것은 행성이 아니었다―소행성대
25 달은 어디에서 왔을까?―달의 기원

6부 전자기 극한
26 수백만 개의 자석―태양
27 우주에서 풍선 불기―태양풍
28 지구보다 1만 9,000배 강력한 자기―목성의 자기권
29 극한의 전광쇼―지구와 목성의 오로라
30 100만 배 더 강력하다!―토성의 슈퍼번개

7부 생명
31 3,000만 종 이상의 생명체―지구
32 생명체의 70퍼센트가 사라지다―K-T
33 하늘에서 온 생명―외계 기원
34 작은 초록색 미생물―화성의 생명체?
35 우주에서 살아남기―극한미생물

8부 괴짜들
36 최악의 썩은 달걀 냄새―이오
37 최고의 연료 저장소―티탄
38 행성 자격의 박탈―명왕성
39 거꾸로 도는 천체―금성과 트리톤
40 잘못 해석된 ‘인공물’―화성의 얼굴
41 외눈박이 괴물과 마법―토성
42 프랑켄슈타인을 닮은 달―미란다
43 제멋대로 도는 얼음위성―히페리온
44 줄어드는 행성―수성
45 완벽하게 들어맞아요―지구의 일식
46 가장 특이한 생명체―인간

9부 극한의 합
47 더 크고 더 뜨겁게―태양
48 작은 태양계―목성
49 매력덩어리 행성―토성
50 극한의 행성―지구

용어 설명
영문 약어
참고 문헌
도판 출처
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감사의 말

가장 놀라운 특징은 이 행성(천왕성)이 마치 한쪽으로 쓰러진 것처럼 보인다는 점으로, 자전축이 궤도면에 대해 97.9도 기울어져 있다(축기울기 즉, 경사각이 90도 이상이라는 것은 남극이 실제로는 북쪽을 가리키고 있음을 뜻한다). 태양 둘레를 때 천왕성은 다른 대부분의 행성처럼 팽이같이 도는 것이 아니라 옆으로 누워서 돈다. (…) 큰 경사각 때문에 한쪽 극은 여름에 태양을 거의 곧바로 가리키고, 다른 쪽 극은 태양계 멀리 암흑의 영역을 가리킨다. 천왕성이 태양을 한 바퀴 도는 데 84년이 걸리므로 이러한 극한의 여름은 약 21년이나 계속된다! 다행히 봄과 가을은 어느 정도 정상적이다. 태양이 적도 바로 위에 있고, 행성 전체가 낮과 밤을 경험한다. 그럼에도 불구하고 천왕성의 1년 전체를 평균하면 극지방은 적도보다 두 배 더 많은 태양광선을 받는다.
<19장 21년 동안 지속되는 여름―천왕성의 자전축> 중에서, 131~33쪽

이 생각을 한 단계 더 발전시키자면, 실제 생명 자체―단순히 생명의 기본구조만이 아니라―가 외계에서 왔을 수도 있다. 외계 생명체 유입설은 생명의 ‘씨’가 우주 전역에 퍼져 있고 행성 간―심지어 항성 간―여행에서도 살아남을 수 있다고 주장한다. 오늘날 대부분의 과학자는 널리 퍼진 포자는 있을 것 같지 않다고 생각하지만 우주생물학의 새로운 연구는 놀랍게도 생명이 아주 극한의 환경에서 실제로 살아남을 수 있다는 것을 보여주고 있다. (…) 오늘날에도 외계로부터 유기물질이 배달되고 있다. 매년 대략 4만 톤의 항성 간 먼지―각 알갱이의 직경은 인간의 머리카락보다 작다―가 우리 행성에 비 오듯 쏟아진다. 이 항성 간 먼지 속에서 나사의 연구자들은 최근 초기 태양계에서 기원한 유기물 분자를 찾아냈다. 우리는 먼 옛날 외계 존재의 공격을 계속해서 받고 있다. 오늘날의 유기물 우주비를 이슬비라고 한다면 어린 지구는 위로부터 떨어지는 엄청난 유기물 홍수를 경험했을 것이다. 내태양계는 작은 원시 잔해 덩어리로 가득 차 있다. 하나의 운석에 나온 아미노산이 다른 운석에서 나온 아미노산과 뒤섞이며 우리 행성에 유기물질이 범람하는 것을 상상해보라.
<33장 하늘에서 온 생명―외계 기원> 중에서, 226~27쪽

흔히 ‘워터베어(water bear, 물곰)’라고 알려진 작은 무척추생물인 귀여운 완보동물이 있다. 이들은 아마도 당신 주변의 냇물에서 살고 있을 것이다. 완보동물을 죽이는 것은 실질적으로 불가능하다. 얼리고, 끓이고, 강한 빛을 내리쬐어도 여전히 살아남는다! 2007년, ESA(유럽우주기구)는 완보동물을 위성에 태워 발사시켰고, 이들은 차가운 진공, 우주 복사, 태양 복사 등 우주여행의 위험에 노출됐다. 그러나 저압과 우주선은 완보동물에 아무런 해도 끼치지 않았고 심지어 몇몇은 대부분의 생명체를 즉각 죽였을 정도로 치명적인 자외선으로부터도 살아남았다. 극한미생물이 지구(그리고 우주)의 가혹한 환경에서 번성할 수 있다면 확실히 우리 태양계의 다른 극한의 장소에서도 살 수 있을 것이다. 흥미로운 가능성 중 하나는 위성 에우로파다. 이 커다란 얼음위성 전역에는 얼음층으로 덮인 깊은 물의 바다가 있다. 다른 얼음천체도 바다를 가지고 잇을 수 있지만 에우로파의 바다만이 암석질 맨틀과 직접 접촉하고 있다(다른 행성체의 바다는 얼음층 사이에 끼어 있는 것 같다). 맨틀은 화학합성에 필요한 양분을 공급할 수 있을 것이다. 나사의 과학자들은 현재 생명의 징후를 찾기 위해 에우로파에 탐사선을 보낼 계획을 세우고 있다. <35장 우주에서 살아남기―극한미생물> 중에서, 238~39쪽