태양계의 가장 큰 위성인 가니메데는 수성과 명왕성보다도 더 크다. 이전 연구에 따르면 이 두꺼운 얼음 껍질 아래에 지구의 바다보다 10배 더 깊은 소금기 있는 바다가 있다는 증거가 발견됐습니다.
하지만 달에 대해서는 여전히 많은 의문이 남아 있으며, 과학자들은 가니메데의 역사와 진화에 대한 미스터리를 풀기 위해 고해상도 표면 이미지가 필요합니다.
가니메데 표면의 홈은 한 지점을 중심으로 동심원을 형성하는데, 이로 인해 일부 천문학자들은 달이 과거에 큰 충돌 사건을 겪었을 것이라고 믿고 있습니다.
"목성의 위성인 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토는 모두 흥미로운 특징을 가지고 있지만, 제가 주목한 것은 가니메데의 홈이었습니다." 일본 고베 대학의 행성 과학 조교수인 나오유키 히라타가 말했습니다.
"우리는 이 특징이 약 40억 년 전 소행성 충돌로 형성되었다는 것을 알고 있지만, 이 충돌이 얼마나 컸는지, 달에 어떤 영향을 미쳤는지는 확실히 모릅니다."
화요일에 Scientific Reports 저널에 발표한 연구의 저자인 히라타는 가니메데의 홈 시스템의 원인과 충돌의 여파를 탐구했습니다. 이는 현재 목성과 위성을 연구하고 있는 유럽 우주국의 주스 우주선이 추가로 조사할 수 있는 주제입니다.
1979년 3월 5일에 151,800마일(244,298km) 떨어진 곳에서 촬영한 가니메데의 위성 사진입니다. (사진: NASA)
역사 속의 충돌
가니메데는 오랫동안 히라타의 관심을 끌었으며, 가니메데가 어떻게 진화했는지 발견하는 것은 "매우 의미 있는" 일이라고 믿는다고 말했습니다. 히라타는 달 표면의 한 지점에서 시작해서 가니메데에 있는 홈 체계를 면밀히 관찰했는데, 이 홈 체계는 바위가 자동차 앞 유리창에 부딪혔을 때 생기는 동심원 모양의 균열과 비슷하다고 말했다.
히라타는 홈의 중심점이 달의 자전축을 따라 위치한다는 것을 발견하였는데, 이는 달의 완전한 재편을 초래한 큰 충격이 있었을 수 있음을 의미한다.
이전 연구에 따르면 큰 천체가 명왕성과 충돌했고, 이로 인해 얼음 분포가 재배열되어 행성 표면에 독특한 '심장'이 형성되었다고 합니다. 히라타는 표면 아래에 얼음 껍질과 바다가 있는 가니메데에서도 비슷한 일이 일어났을 것으로 믿는다고 말했습니다.
행성의 질량 분포가 갑자기 바뀌면 축의 위치, 즉 천체가 공전하는 가상의 선이 바뀔 수 있습니다. 큰 소행성이 행성에 충돌하면 행성의 회전 방식을 바꾸는 중력 이상 현상이 발생합니다. 그래서 히라타는 가니메데의 현재 방향을 만들어낸 충격이 무엇인지 계산했습니다.
그의 계산에 따르면, 너비가 약 186마일(300km)인 소행성이 직경이 약 870~994마일(1,400~1,600km)인 충돌 분화구를 만들었다는 것이 밝혀졌습니다.
이 소행성은 6,600만 년 전 지구에서 공룡을 멸종시킨 멕시코 치술루브의 유카탄 반도에 충돌한 소행성보다 20배나 컸습니다. 연구에 따르면, 가니메데의 충돌구는 목성의 위성의 25% 크기입니다.
가니메데는 홈으로 덮여있습니다(오른쪽). 가장 큰 홈 시스템에서는 능선이 동심원을 형성합니다(왼쪽, 빨간색 십자가). (사진: 히라타 나오유키)
주스 미션 조사
히라타는 가니메데의 축이 어떻게 이동했는지는 아직 불분명하다고 말했다. 하지만 앞으로 주스(Jupiter Icy Moons Explorer)가 수집할 데이터는 가니메데의 역사와 충돌 사건에 대한 정보를 제공할 수도 있습니다.
2023년 4월에 발사된 우주선은 8월 21일에 지구와 달을 통과하는 비행을 완료했고, 2031년에 목성과 그 위성에 도달할 예정입니다.
애리조나 대학의 달 및 행성 연구소의 연구원인 에이딘 덴튼은 주스 임무에서 더 많은 데이터가 제공되지 않으면 고대의 충돌로 인해 가니메데에 홈이 생겼는지 알기 어려울 것이라고 말했습니다. 그녀는 히라타의 연구에 참여하지 않았다.
"이 논문은 얼음 위성과 바다 세계의 진화에 대해 숙고할 것이 많은 흥미로운 전제를 제시합니다." 4월에 명왕성과 그 광대한 분지인 스푸트니크 평원(심장 모양의 좌엽을 형성함)에 미치는 영향에 대한 연구의 공동 저자인 덴튼의 말이다.
그녀는 "천체의 고대적이고 퇴화된 지질학적 특징과 그것이 행성의 방향에 어떤 영향을 미치는지 고려하는 것은 회의적일 수 있다는 점에 유의하는 것이 가치가 있다"고 말했다. "이러한 특징에 대한 정보가 너무 부족하기 때문에 이 특징을 분지 또는 잠재적인 질량 이상 현상으로 식별하기 어려울 것입니다. 다행히도 명왕성과 (스푸트니크 평원과 달리) 우리는 곧 가니메데로 돌아가 이 문제를 해결하는 데 필요한 정보를 더 많이 얻을 수 있을 것입니다."
가니메데의 축을 이동할 수 있는 충돌 가능성을 묘사한 그래픽입니다. (사진: 히라타 나오유키)
연구자들은 가니메데의 내부가 얼음과 바다가 번갈아가며 쌓인 샌드위치와 같을 것이라고 생각합니다. 달에 변화를 일으키는 효과를 이해하면 달 내부의 흥미로운 구조를 밝혀낼 수 있을 것이라고 히라타는 말했다.
그는 "저는 가니메데와 목성의 다른 위성들의 기원과 진화를 이해하고 싶습니다."라고 말했습니다. "이 거대한 충돌은 가니메데에 상당한 영향을 미쳤을 것으로 보이지만, 가니메데 내부의 열적, 구조적 영향은 아직 연구되지 않았습니다. 저는 얼음 위성의 내부 진화에 대한 추가 연구가 다음에 필요할 것이라고 믿습니다."
하트랑 (CNN에 따르면)
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출처: https://www.congluan.vn/tieu-hanh-tinh-da-huy-diet-loai-khung-long-xuat-phat-tu-ben-ngoai-sao-moc-post310881.html
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