소행성 표면의 물을 직접 관찰한 최초의 사례는 공중 근적외선 망원경을 사용하는 것입니다. 건조한 상태로 탄생한 것으로 추정되는 돌이 많은 S형 소행성 2개에서 물이 검출됐다. 이번 발견은 태양계 소행성의 복잡하고 다사다난한 역사, 특히 시간이 지남에 따라 궤도가 어떻게 진화했는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

"소행성대를 뒤섞은 사건을 설명하는 몇 가지 이론이 있습니다."라고 설명합니다. 아니시아 아레돈도 텍사스 주 샌안토니오에 있는 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute)의 연구원입니다. Arredondo는 물을 발견한 팀을 이끌었고 그녀는 이렇게 말했습니다. 물리 세계, “그 기간 동안 물은 [S형 소행성]으로 이동했을 수 있습니다.”

탄산염, 수산화물, 필로실리케이트, 황산염을 포함한 수화 광물은 이전에 수백 개의 소행성 표면에서 발견되었습니다. 이러한 감지는 모두 약 3 마이크론 파장의 근적외선을 연구하여 이루어졌습니다. 그러한 빛은 물 분자에서 발견되는 산소-수소 결합뿐만 아니라 더 단순한 수산기(OH) 그룹과도 연관되어 있습니다. 결과적으로 소행성에서 물과 수산기를 구별하는 것이 불가능했습니다.

점보 제트기

물과 수산기의 차이를 구별하기 위해 Arredondo 팀은 NASA-독일 항공 우주국의 공동 임무에 착수했습니다. 적외선 천문학을 위한 성층권 천문대 (소피아). 최대 747km까지 비행한 보잉 13SP에 탑재된 SOFIA는 비행기 측면의 해치를 통해 들여다보는 직경 2.7m의 적외선 망원경이었습니다.

2021년에 천문학자들이 이끄는 케이시 혼니볼 NASA의 Goddard 우주 비행 센터는 SOFIA를 사용하여 물 분자의 존재를 확인하다 햇빛이 비치는 달의 표면에. 이는 물 분자의 화학적 결합에 의해서만 생성되는 6.1 마이크론의 중적외선 신호를 감지함으로써 이루어졌습니다.

SOFIA는 2022년에 최종 비행을 했으나 Arredondo 그룹이 Honniball과 팀을 이루어 이전에 모호한 3 마이크론 특성을 가진 것으로 발견된 XNUMX개의 S형 소행성에 대해 유사한 관측을 수행하기 전에는 비행하지 않았습니다.

소피아의 예측 이 장비는 두 개의 소행성인 7 Iris와 20 Massalia의 표면에 물 분자의 존재를 확인할 수 있었습니다. 다른 두 소행성인 11 Parthenope와 18 Melpomene은 SOFIA가 물이 있는지 여부를 판단하기에는 너무 희미한 것으로 판명되었습니다.

작은 양

SOFIA는 달을 관찰하면서 1입방미터의 표토(표면 물질)에 약 1/3리터의 물이 포함되어 있음을 발견했습니다. 아이리스(Iris)와 마살리아(Massalia)의 신호는 소행성 표면에 비슷한 양의 물이 있음을 암시합니다.

이 물이 어떤 형태를 취하는지는 현재 알려져 있지 않습니다. 한 가지 가능성은 그것이 표토의 규산염에 흡착되어 얇은 막을 형성했다는 것입니다. 또는 물이 표토의 미네랄과 화학적으로 결합되어 있을 수도 있습니다.

이 두 시나리오 모두 Iris와 Massalia가 이 물을 사용하여 생성되었음을 암시합니다. 그러나 천문학자들은 S형 소행성이 태양 가까이에 형성되어 높은 온도로 인해 물이 빠져나갔을 것이라고 생각합니다.

세 번째 가능성은 물을 함유한 물체와의 충돌로 인해 물이 처음에 건조했던 소행성으로 옮겨졌다는 것입니다. 이 시나리오에서는 충돌 중에 형성된 미세한 유리 구슬 내부에 물이 갇히게 됩니다.

방황하는 행성

일부 소행성과 행성이 궤도를 이동한 것으로 추정되는 시점에 충돌이 발생했을 수 있습니다. Nice, Grand Tack 및 Jumping Jupiter를 포함한 여러 모델은 모두 태양계 역사 초기에 여러 행성의 궤도가 변경되었다고 가정합니다.

Arredondo는 "이 모델들은 모두 소행성에 중력 교란을 일으키고 뒤섞이는 거대 행성의 움직임을 설명합니다."라고 설명합니다. "목성은 가장 크기 때문에 가장 큰 영향을 미쳤을 것입니다."

Grand Tack 모델은 목성이 태양을 향해 이동했으며, 이로 인해 S형 소행성이 태양으로부터 멀어졌다고 제안합니다. 모델은 목성이 태양으로부터 멀어져 탄소질의 C형 소행성을 만났다고 말합니다. 이들은 S형보다 태양에서 더 멀리 떨어져 형성되었으므로 물을 함유하고 있을 것으로 예상됩니다.

목성은 C형을 안쪽으로 흩어 놓고 S형과 함께 모여 소행성대를 형성했을 것입니다. 오늘날 S형은 소행성대의 내부 영역에 거주하고 C형은 외부 부분에 거주합니다. 그들이 섞이면서 작은 C형이 더 큰 S형에 쏟아지는 충돌이 있었을 것입니다. 이것은 물이 어떻게 S형 소행성에 도달했는지에 대한 설명을 제공합니다.

JWST로 검색 계속

과학자들은 C형 소행성이 물을 포함해야 한다고 믿고 있지만, 이는 아직 확인되지 않았습니다. 이 문제는 종료된 SOFIA로 해결할 수 없습니다. 따라서 Arredondo 팀은 C형 소행성에서 동일한 6.1 마이크론 특성을 찾기 위해 JWST(James Webb Space Telescope)를 사용했습니다.

"지금까지 우리는 [JWST를 통해] 두 개의 주 벨트 소행성을 관찰했으며 더 많은 것을 관찰하겠다는 제안서를 제출했습니다."라고 Arredondo는 말합니다. 물리 세계. 이 C형 소행성은 142 Polana와 225 Henrietta입니다.

Arredondo는 "아직 물이 있는지 여부를 확인하기 위한 분석을 완료하지 않았습니다. 하지만 장비 사양에 따르면 JWST는 우리가 찾고 있는 기능을 감지할 수 있을 만큼 충분히 민감해야 합니다"라고 말합니다.

연구팀은 또한 소행성대에서 물이 어디에 있는지 발견하는 것이 지구 물의 기원을 밝히는 데 도움이 되기를 바라고 있습니다. 이것은 충돌을 통해 도달한 것으로 여겨지지만, 충돌이 혜성, C형 소행성, 심지어 S형과 충돌했는지 여부는 불확실합니다.

연구는 다음에 설명되어 있습니다. 행성 과학 저널.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/water-observed-on-asteroids-for-the-first-time/