유로파에서 발견된 점토 형태의 미네랄.

 

Image credit: NASA/JPL-Caltech/SETI

 

NASA의 갈릴레오 위성으로부터 취득한 데이터를 새로 분석한 결과 목성의 위성 유로파에 점토 형태의 미네랄이 있음이 밝혀졌다.
이 미네랄은 소행성이나 혜성의 충돌에 의해 유로파에 전달된 것으로 보인다.
유로파에서 이와 같은 미네랄이 탐지되기는 이번이 처음이다.

 

소행성이나 혜성과 같은 돌덩이들은 이와 같은 유형의 미네랄과 함께 종종 유기 화합물을 실어 나르기도 한다.
NASA 제트 추진 연구소의 연구원인 짐 셜리(Jim Shirley)는 생명체를 만드는 중요한 기초가 되는 유기물은 종종 혜성이나 원시 소행성에서 발견되곤 한다고 말했다.

 

셜리는 12월 13일 샌프란시스코에서 열린 전미 지구물리학 연맹 회의에서 이를 주제로 발표했다.
그는 유로파의 표면에 충돌한 혜성의 잔여물을 찾는 것이 유로파에서 생명체를 찾는데 있어 새로운 장을 여는 것일지도 모른다고 말했다.

 

많은 과학자들이 유로파가 우리 태양계에서 살아있는 생명체를 찾을 수 있는 최적의 장소라고 믿고 있다.
유로파는 바위와 얼음지표 바로 아래에 바다를 가지고 있으며, 지표에는 에너지를 품은 염분을 가지고 있고, 열원 또한 가지고 있다.

(이 열은 목성의 중력에 의해 유로파가 밀리거나 당겨지면서 발생하는 수축, 팽창으로부터 나온다.)

이러한 조건은 유로파가 우리 태양계에 처음 합병된 바로 직후부터 갖추어졌을 것으로 생각된다.

 

비록 유로파에서 직접적으로 관측된 적이 없긴 하지만 과학자들은 오래전부터 유로파에 유기물이 반드시 존재할 것이라고 생각해왔다.
그 중 한가지 가설은 이 유기물들이 혜성이나 소행성 충돌에 의해 유로파에 유입되었을 것으로 설명하고 있는데 이번 발견은 이러한 생각을 뒷받침하는 것이다.

 

NASA의 외행성계 연구소로부터 지원을 받고 있는 셜리와 그의 동료들은 1998년 갈릴레오 위성이 촬영한 근적외선 데이터들로부터 층상규산염광물(phyllosilicates)이라 불리는 점토 형태의 미네랄을 발견할 수 있었다.

 

이 사진들은 오늘날의 기준으로 보면 낮은 해상도를 가지고 있어 셜리와 연구팀원들은 사진의 잡음을 제거하고 이들 미네랄의 강력한 신호를 끌어낼 수 있는 새로운 기술을 적용하였다.

 

층상규산염광물은 40킬로미터 너비의 끊어진 고리 모양으로 나타났으며 이 고리 모양은 직경 30킬로미터의 충돌 분화구 중심으로부터 약 120킬로미터 떨어진 곳에서 발견되었다.

 

이러한 패턴에 대한 선구적 가설은 혜성이나 소행성이 수직 방향에서 45도 이상의 각도로 유로파의 표면에 충돌했을 때 물질들이 비산하면서 나타나는 패턴이라고 설명하고 있다.
이러한 얕은 각도는 혜성이나 소행성이 가지고 있는 유기물들이 충돌 후 다시 유로파 표면으로 떨어질 수 있는 원인이 되었을 것이다.
만약 좀더 직각에 가깝게 충돌했다면 유기물들은 모두 증발되었거나 지표 아래로 잠겨버리고 말았을 것이다.

 

과학자들은 유로파의 어떤 지역들은 두께가 100킬로미터에 달하는 얼음들에 덮혀 있을 것으로 생각하고 있기 때문에 유로파의 내부로부터 만들어진 층상규산염광물이 어떻게 지표로 올라올 수 있었는지를 알아내는 것은 어려운 일이 될 수밖에 없다. 
따라서 이러한 광물들의 존재에 대한 최상의 설명은 이 광물들이 혜성이나 소행성으로부터 왔다는 것이다.

 

만약 이 광물을 나른 천체가 소행성이라면 이 소행성의 지름은 대략 1.1 킬로미터 정도였을 것이며, 이 천체가 만약 혜성이라면 그 지름은 대략 1.7킬로미터였을 것이다.
이 크기는 아이손 혜성이 태양을 통과하기 전의 크기와 거의 유사한 크기이다.

 

유로파 탐사 계획 제안을 위한 사전 프로젝트 준비 연구원인 밥 파파라도(Bob Pappalardo)의 의견은 다음과 같다.
"유로파의 구성성분을 이해하는 것은 유로파의 역사와 생명체 존재 가능성을 해석하는데 핵심이 되는 정보입니다.
 앞으로 예정된 유로파 우주선 탐사는 유로파가 생명체를 보유하고 있기 위해 필요한 화학적 성분과 그 영향에 집중되어 진행될 것입니다."

출처 : NASA Solar System Exploration 2013년 12월 11일 News Release
         http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=45811

 

참고 : 유로파를 비롯한 목성과 목성의 달에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
           https://big-crunch.tistory.com/12346946

 

 

원문>

Clay-Like Minerals Found on Icy Crust of Europa

11 Dec 2013

 

(Source: NASA Jet Propulsion Laboratory)

A new analysis of data from NASA's Galileo mission has revealed clay-type minerals at the surface of Jupiter's icy moon Europa that appear to have been delivered by a spectacular collision with an asteroid or comet. This is the first time such minerals have been detected on Europa's surface. The types of space rocks that deliver such minerals typically also often carry organic materials.

"Organic materials, which are important building blocks for life, are often found in comets and primitive asteroids," said Jim Shirley, a research scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. Shirley is giving a talk on this topic at the American Geophysical Union meeting in San Francisco on Friday, Dec. 13. "Finding the rocky residues of this comet crash on Europa's surface may open up a new chapter in the story of the search for life on Europa," he said.

Many scientists believe Europa is the best location in our solar system to find existing life. It has a subsurface ocean in contact with rock, an icy surface that mixes with the ocean below, salts on the surface that create an energy gradient, and a source of heat (the flexing that occurs as it gets stretched and squeezed by Jupiter's gravity). Those conditions were likely in place shortly after Europa first coalesced in our solar system.

Scientists have also long thought there must be organic materials at Europa, too, though they have yet to detect them directly. one theory is that organic material could have arrived by comet or asteroid impacts, and this new finding supports that idea.

Shirley and colleagues, funded by a NASA Outer Planets Research grant, were able to see the clay-type minerals called phyllosilicates in near-infrared images from Galileo taken in 1998. Those images are low resolution by today's standards, and Shirley's group is applying a new technique for pulling a stronger signal for these materials out of the noisy picture. The phyllosilicates appear in a broken ring about 25 miles (40 kilometers) wide, which is about 75 miles (120 kilometers) away from the center of a 20-mile-diameter (30 kilometers) central crater site.

The leading explanation for this pattern is the splash back of material ejected when a comet or asteroid hits the surface at an angle of 45 degrees or more from the vertical direction. A shallow angle would allow some of the space rock's original material to fall back to the surface. A more head-on collision would likely have vaporized it or driven that space rock's materials below the surface. It is hard to see how phyllosilicates from Europa's interior could make it to the surface, due to Europa's icy crust, which scientists think may be up to 60 miles (100 kilometers) thick in some areas.

Therefore, the best explanation is that the materials came from an asteroid or comet. If the body was an asteroid, it was likely about 3,600 feet (1,100 meters) in diameter. If the body was a comet, it was likely about 5,600 feet (1,700 meters) in diameter. It would have been nearly the same size as the comet ISON before it passed around the sun a few weeks ago.

"Understanding Europa's composition is key to deciphering its history and its potential habitability," said Bob Pappalardo of JPL, the pre-project scientist for a proposed mission to Europa. "It will take a future spacecraft mission to Europa to pin down the specifics of its chemistry and the implications for this moon hosting life."

For more information about Europa, visit: http://solarsystem.nasa.gov/europa/home.cfm .

JPL is a division of the California Institute of Technology in Pasadena.

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Jia-Rui C. Cook 818-354-0850
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
jccook@jpl.nasa.gov

 

2013-362