스피처 우주망원경과 딥임펙트호가 혜성 수프를 위한 레시피를 구축하다.

이 뉴스는 2005년 7월에 발표된 뉴스입니다.

2020년 1월, NASA Solar System Exploration(https://solarsystem.nasa.gov)사이트에서 발표된 '스피처 우주망원경이 말해 준 태양계의 10가지 비밀' 중 하나로 이 뉴스가 선정되어 오래된 내용이지만 이곳에 상세 내용을 포스팅하였습니다. (역자 주)

 

 

 

사진 1> 배고픈 혜성을 위한 차림상?

천문학자들이 스피처우주망원경과 딥임펙트 미션의 관측 데이터를 이용하여 혜성 "수프"를 만들기 위한 재료들을 모아봤다. 

혜성 "수프"란 우리 태양계에 있는 행성이나 혜성을 비롯한 여러 천체들을 만드는 원초적 재료들을 말한다. 

 

2005년 7월 4일, 딥임펙트 호가 템펠 1 혜성에 성공적으로 충돌하였다. 

이때 혜성에서 우리 태양계의 원초적 "수프"에 해당하는 성분들이 분출되었다. 

천문학자들이 NASA 스피처우주망원경과 딥임펙트호로부터 취득한 데이터를 분석하여 우리 태양계에서 행성이나 혜성을 비롯한 여러 천체들을 만든 수프를 분석하였고 그 레시피를 구성하기 시작했다. 

 

존스홉킨스대학 응용물리학연구소의 케어리 리쎄(Carey Lisse)박사는 딥임펙트호의 실험이 진행된 후 혜성을 구성하는 성분 목록을 작성 중에 있다고 말하며 이 목록은 향후 다른 과학자들이 활용할 수 있게 될 것이라고 말했다. 

리세 박사는 템펠1(Tempel 1) 혜성에 대한 스피처우주망원경 관측을 진행한 팀의 책임자이다. 

그는 영국 캠브리지 행성과학국에서 개최된 37차 연례회의에서 이번 발견을 보고했다. 

 

스피처 우주망원경은 혜성과 딥임펙트 호의 충돌을 우주 공간에서 관측했다. 

스피처 우주망원경은 적외선분광기를 템펠1 혜성에 맞추어 관측하는 훈련을 진행한 바 있으며 이 분광기로 딥임펙트호로부터 발사된 충돌탐사선이 이 혜성의 지표 아래로 꽂혀 내려갔을 때 발산된 물질을 가까이에서 관측하였다. 

 

천문학자들은 지금도 스피처우주망원경의 데이터를 계속 분석하고 있다. 

하지만 아직까지 혜성 수프에서 원초적 물질에 해당하는 성분으로 그 신호가 식별된 것은 조금에 지나지 않는다. 

이들 고체 성분표에는 일반적인 혜성에서 볼 수 있는 규산염과 같은 성분들이 포함되어 있다. 

또한 잘 짜여진 레시피가 그렇듯이 이번 목록표에도 놀라운 성분들이 있는데 탄산염(carbonate)이라 부르는, 조개에 함유되어 있는 화학성분들과 점토가 그것이다. 

이러한 성분들은 기대밖의 발견이다. 왜냐하면 이러한 성분이 형성되려면 액체로 된 물이 우선적으로 필요하기 때문이다. 

리세 박사의 설명은 다음과 같다.

"어떻게 얼어붙어 있는 혜성에서 점토와 탄산염이 생길 수 있었던 걸까요?

그 이유는 알 수 없지만, 이들이 존재한다는 사실은 원시 태양계에서는 이러한 물질이 전반적으로 서로 뒤섞여 있었다고 추정해 볼 수 있습니다.

아마도 이러한 물질들은 물이 액체상태로 존재할 수 있는 태양 근처에서 만들어지지 않았을까 합니다.

그리고 이러한 물질들이 천왕성과 해왕성이 있는 곳까지 밀려나가면서 얼어붙게 된 것이 아닌가 합니다."

 

또한 이번에 작성된 성분표에는 이전에 다른 혜성에서는 볼 수 없었던 화학적 성분도 존재한다. 

철을 함유하고 있는 화합물과 방향족탄화수소가 그것이다. 

이들은 지구에서는 바베큐 통이나 자동차 배기가스에서 주로 발견되는 성분들이다. 

 

스피처우주망원경에 의해 포착된 규산염들은 마치 산산히 부서져버린 보석처럼, 심지어 모래알보다도 작은 결정알갱이 상태로 포착되었다. 

이러한 규산염들 중 하나가 감람석(olivine)이라 불리는 광물질이다. 

이 광물질은 하와이 그린샌드비치의 해안가에서도 발견되는 물질이다. 

 

행성과 혜성, 소행성과 같은 천체들은 다양한 화학적 물질들이 뒤섞인 두꺼운 수프에서 탄생했다. 

이 수프는 45억년 전 갓 태어난 어린 별, 태양 주위를 둘러싸고 있었다. 

혜성은 태양계 외곽, 혹한의 환경에서 탄생하기 때문에 이 혜성 내부에는 태양계 초기에 행성 형성에 사용된 물질들이 포함되어 있다.  

 

혜성을 구성하는 성분에 대한 목록을 갖는다는 것은 이론가들이 행성 형성 모델을 검증할 수 있게 되었다는 것을 의미한다. 

자신들의 공식에 이 화학성분들을 대입함으로써 과학자들은 이로부터 어떤 종류의 행성이 만들어지는지를 추정해 볼 수 있게 되는 것이다. 

 

메릴랜드대학 딥임펙트미션의 수석연구원인 마이크 아헌(Mike A'Hearn)박사의 설명은 다음과 같다.

"우리는 이제 혜성 내부에 무엇이 있는지 추정만 하던 것을 그만둘 수 있게 되었습니다.

이번 정보는 우리 행성이 어떻게 형성되었는지, 그리고 또다른 천체들이 어떻게 형성되었는지를 서로 꿰어맞출 수 있는 값진 정보가 되었습니다." 

 

출처 : NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory) News Release 2005년 9월 7일.

       https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2005-144

 

참고 : 템펠1 혜성을 비롯한 다양한 혜성에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다. 
         https://big-crunch.tistory.com/12346955

 

원문>

NASA's Spitzer and Deep Impact Build Recipe for Comet Soup

 

When Deep Impact smashed into comet Tempel 1 on July 4, 2005, it released the ingredients of our solar system's primordial "soup." Now, astronomers using data from NASA's Spitzer Space Telescope and Deep Impact have analyzed that soup and begun to come up with a recipe for what makes planets, comets and other bodies in our solar system.

"The Deep Impact experiment worked," said Dr. Carey Lisse of Johns Hopkins University's Applied Physics Laboratory, Laurel, Md. "We are assembling a list of comet ingredients that will be used by other scientists for years to come." Lisse is the team leader for Spitzer's observations of Tempel 1. He presented his findings this week at the 37th annual meeting of the Division of Planetary Sciences in Cambridge, England.

Spitzer watched the Deep Impact encounter from its lofty perch in space. It trained its infrared spectrograph on comet Tempel 1, observing closely the cloud of material that was ejected when Deep Impact's probe plunged below the comet’s surface. Astronomers are still studying the Spitzer data, but so far they have spotted the signatures of a handful of ingredients, essentially the meat of comet soup.

These solid ingredients include many standard comet components, such as silicates, or sand. And like any good recipe, there are also surprise ingredients, such as clay and chemicals in seashells called carbonates. These compounds were unexpected because they are thought to require liquid water to form.

"How did clay and carbonates form in frozen comets?" asked Lisse. "We don't know, but their presence may imply that the primordial solar system was thoroughly mixed together, allowing material formed near the Sun where water is liquid, and frozen material from out by Uranus and Neptune, to be included in the same body."

Also found were chemicals never seen before in comets, such as iron-bearing compounds and aromatic hydrocarbons, found in barbecue pits and automobile exhaust on Earth.

The silicates spotted by Spitzer are crystallized grains even smaller than sand, like crushed gems. one of these silicates is a mineral called olivine, found on the glimmering shores of Hawaii's Green Sands Beach.

Planets, comets and asteroids were all born out of a thick soup of chemicals that surrounded our young Sun about 4.5 billion years ago. Because comets formed in the outer, chilly regions of our solar system, some of this early planetary material is still frozen inside them.

Having this new grocery list of comet ingredients means theoreticians can begin testing their models of planet formation. By plugging the chemicals into their formulas, they can assess what kinds of planets come out the other end.

"Now, we can stop guessing at what's inside comets," said Dr. Mike A'Hearn, principal investigator for the Deep Impact mission, University of Maryland, College Park. "This information is invaluable for piecing together how our own planets as well as other distant worlds may have formed."

NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif., manages the Spitzer Space Telescope mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington. Science operations are conducted at the Spitzer Science Center at Caltech. The University of Maryland, College Park, conducted the overall mission management for Deep Impact, and JPL handled project management for the mission for NASA's Science Mission Directorate.

For more graphics and more information about Spitzer, visit http://www.spitzer.caltech.edu/Media/index.shtml .

For more information about NASA, visit http://www.nasa.gov/home/ .

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Whitney Clavin (818) 354-4673
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.

2005-144