물에 의해 운반된 잡석더미를 보여주는 베스타

 

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

 

사진설명> 이 사진은 소행성 베스타의 거대 크레이터인 코넬리아 크레이터의 모습을 담고 있다.
우측 확대 사진에서 짧은 하얀색 화살표로는 굽은 도랑들이 지목되어 있고, 긴 화살표로는 부채살 모양의 퇴적 지형이 지목되어 있다. 

 

2011년부터 2013년 사이 던 우주선의 방문을 받은 소행성 베스타는 한때 낮은 온도와 표면상의 낮은 압력으로 인해 물을 품고 있을 가능성이라고는 전혀 없는, 완벽하게 건조한 세상으로 생각되었다.
그러나 던 우주선이 촬영한 데이터를 기반으로 이뤄진 새로운 연구에 의하면 베스타에서도 표면에 잠깐이나마 물이 흘렀을 가능성을 보여주는 증거가 발견되었다.

 

캘리포니아 대학원 연구원인 제니퍼 스컬리(Jennifer Scully)의 설명은 다음과 같다.
"베스타에서 물의 흔적이 발견될거라고 예상한 사람은 아무도 없습니다.
베스타의 표면은 매우 춥고 대기라고는 존재하지 않으므로 증발할 물조차 없는 상태인거죠.
하지만 이번에 베스타는 매우 흥미롭고 복잡한 원시 행성 블럭이라는 것이 밝혀졌죠."

 

이번 연구결과는 행성과학에 보다 폭넓게 적용될 수 있다.

 

던 미션의 수석 연구원인 UCLA 크리스토퍼 러셀(Christopher Russell)의 소감은 다음과 같다.
"이번 연구결과 던 우주선으로부터 얻은 또다른 결과들은 이전에는 행성연구에서 전혀 고려되지 않았던 이런저런 과정들이 실제 발생할 수 있다는 사실을 보여주고 있습니다.
우리는 던 우주선이 세레스를 탐사할 때도 더 많은 수수께끼를 풀고 새로운 통찰을 알려주기를 기대하고 있습니다."

 

던 우주선은 현재 화성과 목성 사이에 있는 소행성 벨트에서 가장 큰 천체인 왜소행성 세레스에 접근하면서 관심을 끌고 있다.

던 우주선은 3월 6일 세레스의 공전궤도로 진입하게 된다.

 

던 우주선의 베스타 탐사자료는 아직도 과학 학회의 흥미를 끌고 있다.

 

스컬리와 동료들은 만들어진지 얼마안되는 소수의 크레이터에서 굴곡진 도랑과 부채살 모양의 퇴적물을 식별해냈으며 그 결과를 지구 및 행성과학 소식지(Earth and Planetary Science Letters)에 개재하였다.

 

스컬리의 설명은 다음과 같다.
"우리는 이곳에 강물처럼 물이 흘렀다고 주장하는 게 아닙니다.
우리가 주장하는 것은 소량의 물이 모래와 암석 입자들을 운반시키면서 나타나는 파편들의 흐름과 비슷한 양상이 존재한다는 것을 주장하는 것입니다."

 

과학자들은 이 굴곡진 도랑이 순수하게 마른 물질들이 굴러서 만들어진 형태와는 아주 다른 형태를 띠고 있다고 말하고 있다.
스컬리는 베스타의 이 지형들이 지구나 화성에서 발견되는 잔해의 흐름과 많은 특징들을 공유하고 있다고 말했다.

 

이 도랑들은 확실히 좁은 폭을 가지고 있으며 평균 너비는 20미터 정도에 평균 길이는 900미터를 약간 넘어서는 정도이다.

 

너비 15킬로미터의 코넬리아 크레이터(Cornelia Crater)는 이러한 굴곡진 도랑과 부채살 모양의 퇴적지에 대한 최상의 예를 보여주고 있다.

 

이 도랑들에 대한 선구적인 가설은 베스타 표면에 국지적으로 약간의 얼음들이 존재했을 것으로 보고 있다.
아무도 이 얼음이 어디서 왔는지는 알지 못하지만 혜성과 같이 얼음을 많이 품고 있는 천체가 충돌 후 지표 깊숙한 곳에 얼음을 남겨놨을 가능성을 고려해볼 수 있다.
그 이후 또 다른 충돌이 크레이터를 만들때 이 얼음이 열을 받아 물로 변하면서 크레이터 벽에 흔적을 남겼을 가능성이 있는 것이다.

 

스컬리의 설명은 다음과 같다.
"만약 오늘날까지 이 얼음들이 남아 있다면 이들이 너무나 깊이 파묻혀 있어 던 우주선의 장비로는 발견되지 못했을 거능성이 있습니다.
그러나 굽은 도랑을 가진 크레이터들은 푹 패인 지형과 연관되어 있죠.
이러한 사실은 베스타로부터 휘발성 가스의 손실이 있었음을 알려주는 독자적인 증거라 할 수 있습니다."
 

또한 던 우주선의 가시광선 및 적외선 매핑 분광기와 감마선 및 중성자 감지기로부터 획득한 증거는 베스타 표면의 몇몇 암석에 수화 물질이 포함되어 있음을 알려주고 있는데 이는 베스타가 완전히 메마른 천체만은 아님을 말해주고 있는 것이다.
 

물에 의해 운반된 모래와 암석의 입자들이 크레이터 벽을 따라 흘러 도랑을 만들어낸 후 증발되면서 부채살 모양의 퇴적지가 남겨지게 된 것이다.

크레이터의 굴곡진 도랑들은 형성된지 1억년도 채 되지 않은 것으로 보이는데, 이는 46억년의 나이를 가진 베스타와 비교했을 때는 한참 어린 나이이다.
NASA 제트 추진 연구소의 실험실에서 실행된 실험결과는 모든 물이 증발되어 사라지기 전에 베스타 표면에 굽은 도랑이 형성될만한 시간은 충분했다는 점을 알려주고 있다.
 
스컬리는 물에 쓸린 모래와 암석질 입자들이 물의 증발율을 낮추었을 것이라고 말했다.

 

출처 : NASA Solar System Exploration 2015년 1월 21일 News Release
         http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=48664

 

참고 : 소행성 베스타를 비롯한 태양계의 다양한 작은 천체에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
          왜소행성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346957
          소행성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346956
          혜성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346955
          유성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346954

 

원문>

Gullies on Vesta Suggest Past Water-Mobilized Flows

21 Jan 2015

 

(Source: NASA/JPL)

Protoplanet Vesta, visited by NASA's Dawn spacecraft from 2011 to 2013, was once thought to be completely dry, incapable of retaining water because of the low temperatures and pressures at its surface. However, a new study shows evidence that Vesta may have had short-lived flows of water-mobilized material on its surface, based on data from Dawn.

"Nobody expected to find evidence of water on Vesta. The surface is very cold and there is no atmosphere, so any water on the surface evaporates," said Jennifer Scully, postgraduate researcher at the University of California, Los Angeles. "However, Vesta is proving to be a very interesting and complex planetary body."

The study has broad implications for planetary science.

"These results, and many others from the Dawn mission, show that Vesta is home to many processes that were previously thought to be exclusive to planets," said UCLA's Christopher Russell, principal investigator for the Dawn mission. "We look forward to uncovering even more insights and mysteries when Dawn studies Ceres."

Dawn is currently in the spotlight because it is approaching dwarf planet Ceres, the largest object in the main asteroid belt between Mars and Jupiter. It will be captured into orbit around Ceres on March 6. Yet data from Dawn's exploration of Vesta continue to capture the interest of the scientific community.

Scully and colleagues, publishing in the journal "Earth and Planetary Science Letters," identified a small number of young craters on Vesta with curved gullies and fan-shaped ("lobate") deposits.

"We're not suggesting that there was a river-like flow of water. We're suggesting a process similar to debris flows, where a small amount of water mobilizes the sandy and rocky particles into a flow," Scully said.

The curved gullies are significantly different from those formed by the flow of purely dry material, scientists said. "These features on Vesta share many characteristics with those formed by debris flows on Earth and Mars," Scully said.

The gullies are fairly narrow, on average about 100 feet (30 meters) wide. The average length of the gullies is a little over half a mile (900 meters). Cornelia Crater, with a width of 9 miles (15 kilometers), contains some of the best examples of the curved gullies and fan-shaped deposits.

The leading theory to explain the source of the curved gullies is that Vesta has small, localized patches of ice in its subsurface. No one knows the origin of this ice, but one possibility is that ice-rich bodies, such as comets, left part of their ice deep in the subsurface following impact. A later impact would form a crater and heat up some of the ice patches, releasing water onto the walls of the crater.

"If present today, the ice would be buried too deeply to be detected by any of Dawn's instruments," Scully said. "However, the craters with curved gullies are associated with pitted terrain, which has been independently suggested as evidence for loss of volatile gases from Vesta." Also, evidence from Dawn's visible and infrared mapping spectrometer and gamma ray and neutron detector indicates that there is hydrated material within some rocks on Vesta's surface, suggesting that Vesta is not entirely dry.

It appears the water mobilized sandy and rocky particles to flow down the crater walls, carving out the gullies and leaving behind the fan-shaped deposits after evaporation. The craters with curvy gullies appear to be less than a few hundred million years old, which is still young compared to Vesta's age of 4.6 billion years.

Laboratory experiments performed at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, indicate that there could be enough time for curved gullies to form on Vesta before all of the water evaporated. "The sandy and rocky particles in the flow help to slow the rate of evaporation," Scully said.

The Dawn mission to Vesta and Ceres is managed by JPL, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, for NASA's Science Mission Directorate, Washington. UCLA is responsible for overall Dawn mission science.

For more information about Dawn, visit:

http://dawn.jpl.nasa.gov

 

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Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-6425
elizabeth.landau@jpl.nasa.gov

2015-027