소행성 베누 샘플에서 물과 탄소 발견

소행성 베누 샘플에서 물과 탄소 발견

2023년 9월 지구로 무사히 도착한 소행성 베누의 샘플에서 물과 탄소 등 다양한 물질이 발견되었습니다. 이는 많은 소행성과 혜성 등이 지구의 물과 생명의 기원이 되는 화합물을 제공했다는 그 동안의 이론과 일치되는 증거입니다. 아직 정확한 분석결과는 나오지 않았지만 기대 이상의 샘플 채집량으로 다양한 연구를 할 수 있게 되었으며, 샘플의 약 70%는 미래세대를 위해 보관할 수 있게 되었습니다.

 

목차

베누 샘플

베누 샘플의 채집 방식

샘플의 분석

다음 세대를 위한 샘플 보관

 

베누 샘플

소행성 베누에서 채집된 샘플 / 자료 NASA

 

오시리스 렉스(OSIRIS-REx)탐사선은 2020년 10월 지구에서 3억 3천만KM 떨어진 곳에서 소행성 베누에 접근한 후 소행성 샘플채집에 성공하였습니다. 이후 탐사선은 베누에서 채집한 샘플을 지구로 보내기 위해 항해를 시작했고, 약 3년 뒤 미국 유타주 솔트레이크시티 서쪽에 위치해 있는 군사 제한 구역에 안전하게 내려놓았습니다.

이 샘플을 최초로 분석한 연구팀은 퀵 룩(Quick Look)팀으로 자연사 박물관(Natural History Museum) 소속 5명의 전문가로 구성된 팀입니다. 최초 분석 결과 베누에서 채집된 검은색 샘플은 탄소, 수분, 미네랄 등이 풍부하게 함유된 것으로 나타났습니다.

이는 많은 소행성과 혜성 등이 지구의 물과 생명의 기원이 되는 화합물을 제공했다는 많은 이론과 그 동안의 증거에 일치하는 관찰결과입니다. 베누에서 채집된 샘플은 계속해서 이러한 아이디어를 검증하고 연구하는데 사용될 예정입니다.

9월 24일 유타주 사막에 도착한 샘플 보관 통은 실험실에서 분석되기 시작했지만 아직 내용물을 완전히 비우고 정확한 무게를 측정하지 못했습니다. 연구팀은 약 250g 정도의 샘플이 있을 것으로 추정하고 있습니다.

 

 

소행성 Bennu의 셈플을 수집하라, OSIRIS-REx

 

 

 

 

베누 샘플의 채집 방식

 

오시리스 렉스가 소행성 베누에서 샘플 채집한 당시 동영상 / 자료 = NASA

 

오시리스 렉스가 소행성 베누에서 샘플을 채집한 방식을 터치 앤 고(Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism)라고 합니다. 영상과 같이 소행성에 완전히 착륙하는 것이 아니라 가까이 접근하여 샘플을 수집할 수 있는 기계장치를 통해 5초 동안 질소 가스를 표면에 쏘아보낸 후 튀어오르는 자갈을 채집하고 다시 물러나는 방식입니다. 이때 수집된 샘플이 보관용 캐니스터의 내부 챔버 뿐만 아니라 캐니스터 외부에도 샘플이 같이 미세먼지처럼 붙어 있어 많은 흥미를 끌고 있습니다.

 

 

샘플의 분석

 

연구팀은 샘플 먼지를 주사 전자 현미경에 넣고 X-선 회절 적외선 분광법 및 화학 원소 분석 방법을 통해 성분을 조사했습니다. X-선 컴퓨터 단층 촬영(CT)을 사용하여 입자의 3D 모델을 만들고 그 내부도 관찰하였습니다.

연구팀이 탄산나트륨 및 유기물을 모두 관찰하였습니다. 가장 중요한 발견 중 하나는 매우 많은 양 탄소입니다. 무게 기준으로 총량 대비 5% 정도입니다.

샘플에 포함된 수분 함량도 놀라운 결과입니다. 결정 구조 안에 물이 갇혀 있었고, 물이 지구에 어떻게 존재하는 것인가에 대한 추리를 할 수 있습니다. 지구에 물이 있는 것은 45억년전 외부 소행성이나 혜성 등이 지구에 도착했기 때문이라는 논의에 뒷받침 되는 결과입니다.

 

다음 세대를 위한 샘플 보관

전체 샘플이 추출되면 관련 데이터는 전 세계 연구자들과 공유될 예정입니다. 약 100mg은 영국으로 보내져 영국 국립보건원(NHM)의 킹 박사 연구팀과 오픈, 옥스퍼드, 맨체스터 대학의 협력자들에 의해 추가 연구가 진행될 것으로 예상됩니다.

NASA의 연구팀은 2024년 3월에 열리는 달과 행성 과학 컨퍼런스(LPSC)에서 보고할 수 있도록 연구 완료하는 것을 목표로 하고 있습니다. 또한 발표될 논문은 유성 및 행성 과학(Meteoritics and Planetary Science) 저널에 게재될 예정입니다.

NASA는 샘플의 70% 이상을 아카이브에 바로 보관하여 미래 세대를 위해 보존할 계획입니다.

지금까지 탐사 과정에서 얻은 과학적 지식과 베누의 샘플은 우주의 방대한 지식의 시작점에 불과하며, 앞으로 밝혀질 신비로운 우주과학에 대한 기대를 높이고 있습니다.