우주에서는 어떤 냄새가 날까? [아하! 우주]

우주비행사들은 우주에서 나는 특이한 냄새를 묘사했는데, 이는 그곳의 화학적 성질이 지구에서의 화학적 성질과 크게 다르다는 점을 고려하면 그리 놀라운 일이 아니다. 그렇다면 우주에서 나는 냄새는 어떤 냄새이며, 이러한 냄새가 나는 까닭은 무엇일까?​

우주는 공기가 없는 진공 상태이므로 원칙적으로 우주에서는 어떤 냄새도 맡을 수 없다. 냄새를 맡는 시도를 하다가는 목숨을 잃을 수도 있다. 그러나 우주는 완전한 진공이 아니다. 그곳에는 온갖 종류의 분자들이 떠돌고 있으며, 그중 일부는 우리가 지구에서 냄새를 맡을 때 강한 냄새를 풍긴다. 우주의 다양한 부분에서 어떤 냄새가 나는지 배우는 것은 우주 화학을 더 잘 이해할 수 있는 멋진 방법이다.​

우주비행사들은 어떤 냄새를 맡을까?​아폴로 달 착륙 중에 우주 비행사들은 에어록으로 다시 기어올라 달 착륙선의 경계에 들어가 헬멧을 벗은 후 종종 화약 같은 냄새에 대해 언급하곤 했다. 마찬가지로 우주 유영 후 국제우주정거장으로 돌아온 우주비행사들은 화약 냄새와 오존 냄새, 구운 스테이크 같은 냄새를 맡았다는 보고를 했다.​

이 같은 냄새는 과연 어디에서 오는 걸까? 과학자들은 두 가지 이론을 제시한다. 하나는 우주비행사가 우주 유영을 하는 동안 단일 산소원자가 우주복에 달라붙을 수 있으며, 그들이 에어록에 다시 들어가 압력을 가하면 분자 산소(O2 또는 산소 원자 2개)가 에어록으로 흘러들어와 결합한다는 것이다. 단일 산소원자는 오존 또는 O3를 형성한다. 이것이 바로 ‘시큼한’ 금속 냄새를 만드는 재료다.​

그럼 다른 냄새의 원인은 무엇일까? 아마도 다른 원인일 것으로 추정된다. 탄 토스트나 바비큐 고기 등 탄 음식에서 발견되는 다환방향족탄화수소(PAH)도 우주에서 일상적으로 발생한다. 실제로 대부분의 성간 탄소는 PAH에 갇혀 있다. 또한 태양계에도 풍부하기 때문에 우주비행사가 쉽게 묻혀 우주정거장이나 우주 캡슐 안으로 가져올 수 있다. 이것이 아마 우주비행사들이 보고하는 탄 고기 냄새의 원인일 것이다.​

실제로 NASA는 우주 냄새를 단순한 호기심 이상으로 다루고 있다. 2008년에 이 기관은 향수 및 향료 전문 기업의 화학자인 스티븐 피어스에게 우주 냄새를 재구성하도록 의뢰했다. 우주비행사는 우주복에 묻은 PAH 냄새와 우주정거장에서의 위험한 화학물질 누출을 구별할 수 있어야 하기 때문이다.

​냄새나는 혜성우리는 지구 근처 공간의 냄새가 어떤지 알 수 있다. 하지만 더 먼 심우주의 냄새는 어떨까?​

우주의 다른 곳에서도 독특한 냄새가 날 것이다. 우리가 그 냄새를 맡기 위해 그렇게 멀리 여행할 수만 있다면 어떤 냄새인지 알아낼 수 있을 것이다.​

2014년 유럽 우주국의 로제타 우주선이 혜성 67P/추류모프-게라시멘코에 접근했을 때 혜성의 고체 핵을 둘러싸는 가스 후광인 혜성의 핵에서 다양한 분자를 발견했다. 이 분자 중에는 황화수소가 있는데, 이는 썩은 계란에 불쾌한 악취를 풍깁니다. 이 암모니아는 소변의 역겨운 냄새를 연상시킨다. 그리고 시안화수소는 독성으로 유명한데도 불구하고 매력적인 아몬드 냄새가 난다. ​

이 냄새의 조합은 코를 찡긋하게 만들 것이다. 그러나 냄새가 있다 하더라도 혜성 핵의 대부분이 수증기와 이산화탄소이기 때문에 냄새는 꽤 약할 것이다.

석유 냄새 나는 위성토성의 가장 큰 달인 타이탄은 냄새를 품을 수 있는 대기를 가지고 있다. 하지만 그 대기는 우리가 냄새를 맡는 데 실제로 도움이 되지 않는다. 산소가 없고, 섭씨 영하 179.6도로 엄청 춥다. 따라서 우주복 헬멧을 벗고 깊게 숨을 쉬는 것은 불가능하다. 그러나 타이탄에서 석유 냄새가 나는 것은 알아챌 수 있을 것이다.​

석유는 메탄, 에탄과 같이 수소와 탄소 원자로 구성된 분자인 탄화수소가 풍부한 원유로 만들어진다. 타이탄의 대기에는 짙은 탄화수소 스모그가 포함되어 있으며, 그 표면에서는 액체 탄화수소가 호수와 강을 형성하고 있다. 하지만 타이탄의 주된 탄화수소인 메탄은 아무 냄새도 나지 않는다. 그렇다면 위성의 악취는 무엇이 만드는 걸까?​

토성 탐사선 카시니는 NASA의 지구 실험실 실험에서 타이탄의 흐릿한 대기에서 알려지지 않은 화학물질을 확인했는데, 이는 질소, 메탄 및 벤젠을 포함하고 PANH(다환 방향족 질소 헤테로사이클)라고 불리는 분자 계열에 속하는 분자였다. 특히, 타이탄에 석유 악취를 풍기는 것은 PANH의 벤젠이다. 벤젠은 석유에서도 자연적으로 발견되기 때문이다.

양조장 냄새 나는 가스 구름이처럼 태양계는 냄새라는 차원에서 매우 자극적인 곳이지만 그 너머의 우주는 어떨까?​

은하수 중심에서 400광년 미만 떨어진 곳에 별을 형성하는 가스와 먼지로 이루어진 거대한 성간 분자구름인 궁수자리 B2에는 온갖 종류의 방향족 화학작용이 일어나고 있다. 우선 맥주에 들어 있는 알코올의 일종인 비닐알코올, 메탄올, 에탄올 등 알코올이 많이 함유되어 있다.​

2009년에 천문학자들은 궁수자리 B2에서 에틸 포르메이트 분자도 발견했다. 포름산에틸은 라즈베리와 럼에 달콤한 향기를 주는 화학물질이다. 따라서 우리 은하계 중심에서 궁수자리 B2 가스 구름은 양조장 냄새가 나는 기분 좋은 곳으로 예상된다.​

이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com