NASA의 Dawn 우주 탐사선에 탑재된 GRaND(감마선 및 중성자 탐지기)로 수집된 높은 공간 해상도 데이터를 사용하여 행성 연구원들은 Ceres의 가장 두드러진 밝은 점이 포함된 Occator Crater 내부와 주변의 수소 농도가 상승한 것을 감지했습니다.
천문학자들은 "주 소행성대에서 가장 큰 천체인 왜행성 세레스는 물이 풍부하다"고 말한다.
세레스의 내부 구조는 암석 맨틀과 고대 바다의 얼어붙은 잔해가 지배하는 40km 길이의 지각으로 구성되어 있습니다.
유변학적 제약은 지각이 휘발성 물질이 풍부하고 얼음, 필로실리케이트, 염 및 포접 수화물을 포함한다는 것을 나타냅니다.
세레스의 가장 바깥쪽 벨트에는 물 얼음이 포함되어 있으며, 이 얼음은 햇빛에 의한 표면 가열에 반응하여 점차적으로 승화합니다.
과학자들은 "세레스의 자전축이 태양 광선에 거의 수직이기 때문에 얼음은 극보다 적도에서 더 깊게 후퇴했다"고 말했다. "우리는 충격이 외부 지각에서 표면으로 물 얼음을 운반하여 표토에 얼음을 보충할 수 있다고 가정했습니다."라고 그들은 덧붙였습니다.
따라서, GRaND 데이터에 따르면, 표토의 상부 수 십 센티미터에서 표면 근처의 얼음의 분포는 일사량으로 인한 강한 영향과 장기간의 승화에 의해 결정됩니다.
천문학자들은 Dawn 임무의 마지막 단계에서 얻은 고해상도 GRaND 데이터를 사용하여 이 가설을 테스트했습니다.
GRaND 중성자 분광계는 19.82°N에 위치한 직경 90km의 젊은 분화구인 Occator의 표면 깊은 곳에서 증가된 수소 농도를 감지했으며, 이 곳에서는 표면 근처에 얼음이 없을 것으로 예상됩니다.
연구원들은 "과잉 수소는 얼음의 형태로 존재한다"고 말했다. "결과는 Ceres의 외부 지각에 얼음이 풍부하고 물 얼음이 공기가 없는 얼음 몸체에 대한 충격 방출을 견딜 수 있음을 확인합니다."
이 데이터는 강한 충격 동안 표면 근처 얼음의 분포에 대한 부분적인 제어를 제안하고 표토의 표면 나이와 열물리적 특성에 대한 제한을 제공합니다.
천문학자들은 얼음이 Ocator가 형성된 후 약 2천만 년 동안 지속되었다고 믿고 있습니다.
“수소의 전지구적 분포와 큰 분화구의 구조 사이의 유사성은 충돌 과정으로 인해 얼음이 세레스의 다른 곳에서 표면으로 떠올랐다는 것을 암시합니다. 이 과정은 햇빛에 의한 표면의 가열로 인한 승화의 결과로 얼음의 손실을 동반합니다."
Occator 분화구를 형성한 충격은 지구의 지각 물질을 10km 깊이까지 파헤칠 예정이었습니다. 따라서 분화구에서 관찰된 수소 농도의 증가는 지각에 얼음이 풍부하다는 가정을 확인시켜줍니다.
연구진은 "이번 발견은 세레스가 얼음이 암석에서 분리되어 얼음이 많은 외피와 지각 아래 바다를 형성하는 분화된 천체라는 새로운 합의를 뒷받침한다"고 설명했다.
"탄소질 콘드라이트 운석의 모체를 포함하여 더 작고 물이 풍부한 천체는 분화를 거치지 않았을 수 있습니다."
"따라서 결과는 크고 작은 얼음 덩어리의 진화에 영향을 미칠 수 있습니다. 더 넓은 의미에서, 바다 세계와 마찬가지로 세레스는 거주할 수 있으므로 미래 임무를 위한 매력적인 목표입니다.”라고 천문학자들은 결론을 내렸습니다.
연구 결과는 Geophysical Research Letters 저널에 게재됩니다.
2021-08-22 12:43:30
작가: Vitalii Babkin