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달의 햇살 표면에서 물이 발견되다. 천문학자들은 SOFIA(적외선 천문대 성층권 관측소/Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)를 사용하여 달의 햇볕에 쬐인 표면에서 분자 물을 탐지했다고 보고한다.

JM Kim | 기사입력 2020/10/27 [09:56]

달의 햇살 표면에서 물이 발견되다. 천문학자들은 SOFIA(적외선 천문대 성층권 관측소/Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)를 사용하여 달의 햇볕에 쬐인 표면에서 분자 물을 탐지했다고 보고한다.

JM Kim | 입력 : 2020/10/27 [09:56]

NASA의 적외선 천문학을 위한 성층권관측소(SOFIA)는 달의 햇볕에 쬐인 표면의 물을 처음으로 확인했다. 이 발견은 물이 차갑고 그림자가 드리워진 장소에 국한되지 않고 달 표면에 분포할 수 있음을 나타낸다.  

SOFIA는 지구에서 볼 수 있는 가장 큰 분화구 중 하나인 Clavius Crater에서 물 분자(H2O)를 감지했으며 영화 2001: A Space Odyssey에 등장했다. 달의 표면에 대한 이전의 관측은 어떤 형태의 수소를 발견했지만 물과 그것의 가까운 화학적 상대인 하이드록실(OH)을 구별할 수 없었다. 이 위치의 데이터는 달 표면에 퍼져 있는 1m3의 토양에 갇혀 있는 최대 412ppm 농도의 물 ( 12온스 물병에 해당)을 나타낸다그 결과는 Nature Astronomy 최신호에 게재되었다.

 

"우리가 알고 있는 친숙한 물인 H2O가 달의 햇볕이 잘 드는 쪽에 있을 수 있다는 징후가 있었다."고 워싱턴에 있는 NASA 본부의 과학 임무 부서의 천체 물리학 부서 책임자인 Paul Hertz가 말했다. "이제 우리는 그것이 존재한다는 것을 안다. 이 발견은 달 표면에 대한 우리의 이해에 도전하고 심 우주 탐사와 관련된 자원에 대한 흥미로운 질문을 제기한다."

 

이에 비해 사하라 사막은 달 토양에서 발견되는 물의 양의 100배를 차지한다. 비교적 적은 양에도 불구하고 향후 승무원 임무에 매우 귀중한 자원이 될 수 있다. 쉽게 접근할 수 있는지 여부는 아직 결정되지 않았다.

 

NASA의 아르테미스 프로그램에 따라 기관은 2024년 첫 여성과 다음 남성을 달 표면에 보내기 전에 달에 물의 존재에 대해 가능한 모든 것을 배우고 싶어한다. 그리고 10년이 끝날 때까지 그곳에서 "지속 가능한 인간 존재"를 확립했다.

 

 

SOFIA의 결과는 수십 년의 이전 연구를 기반으로 한다. 아폴로 시대에 달은 완전히 건조하다고 생각되었다. 그러나 NASA의 달 분화구 관측 및 감지 위성과 같은 지난 20년 동안 궤도 및 충격기 임무는 달의 극 주위에 영구적으로 그늘진 분화구에서 얼음을 확인했다. 한편, 카시니 미션과 딥 임팩트 혜성 미션, 인도의 찬드라 얀-1 미션과 NASA의 지상 기반 적외선 망원경 시설을 포함한 몇몇 우주선은 달 표면을 넓게 살펴보았고 더 밝은 지역에서 수화의 증거를 발견했다. 그러나 그러한 임무는 그것이 존재하는 형태(H2O 또는 OH)를 명확히 구별할 수 없었다.

 

이 새로운 연구의 주 저자인 Casey Honniball "SOFIA 관찰 이전에 우리는 일종의 수분 공급이 있다는 것을 알고 있었다."고 설명한다. "하지만 우리가 매일 마시는 것과 같은 물 분자가 실제로 얼마나 많은 지, 아니면 배수 클리너와 같은 것이 얼마나 많은 지 몰랐다."

 

SOFIA는 달을 바라보는 새로운 방법을 제시했다. 최대 45,000 피트의 고도에서 비행하는 이 수정된 Boeing 747 제트 여객기에는 직경 106인치의 망원경이 장착되어 지구 대기의 수증기의 99% 이상에 도달하여 적외선 우주를 더 선명하게 볼 수 있다. 희미한 물체 적외선 CAmera를 사용하여 SOFIA 망원경(FORCAST), SOFIA 6.1마이크론에서 물 분자 고유의 특정 파장을 포착할 수 있었고 맑은 Clavius 분화구에서 놀라운 농도를 발견했다.

 

"두꺼운 대기가 없으면 달 표면의 햇볕에 쬐인 물은 우주로 잃어 버려야한다." 고현재 메릴랜드 주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터 박사후 연구원 인 Honniball은 말했다. "어쨌든 우리는 그것을 보고 있다. 무언가 가 물을 생성하고 있으며 무언가 가 거기에 가두어 있는 것 같다."

 

달 표면에 비가 내리고 소량의 물을 운반하는 미세 운석은 충돌 시 물을 침전 킬 수 있다. 또 다른 가능성은 태양의 태양풍이 달 표면에 수소를 전달한 다음 토양의 산소 함유 미네랄과 화학 반응을 통해 수산기를 생성하는 2단계 과정이다. 한편, 미세 운석의 폭격으로 인한 방사선은 그 수산기를 물로 변형시킬 수 있다.

 

물이 어떻게 저장되는지축적이 가능하도록또한 몇 가지 흥미로운 질문을 제기한다. 물은 미세 운석 충돌에 의해 생성된 높은 열에서 형성되는 토양의 작은 구슬 모양 구조에 갇힐 수 있다. 또 다른 가능성은 물이 달 토양의 알갱이 사이에 숨겨져 햇빛으로부터 보호될 수 있다는 것이다. 잠재적으로 비드와 같은 구조에 갇힌 물보다 더 쉽게 접근할 수 있다.

 

SOFIA의 후속 비행은 햇빛이 비치는 추가 위치와 달의 여러 단계에서 물이 생성, 저장 및 달을 가로 질러 이동하는 방법에 대해 자세히 알아볼 것이다. 이 데이터는 NASA Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER)와 같은 미래의 달 임무에 추가되어 미래의 인간 우주 탐사를 위한 달의 첫 번째 수자원 지도를 만든다.

 

 
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