태양계 이야기 1104 - 왜소 행성 세레스는 사실 소행성대 토박이?

 

(Arriving at its destination: This illustration shows how the Dawn space probe reaches the dwarf planet Ceres. Credit: NASA/JPL-Caltech)

​

(Consus Crater is located in the southern hemisphere of dwarf planet Ceres. The most striking structure in its interior is a smaller crater (“floor crater”) in its eastern half. A flat central mountain rises up in the center of Consus Crater. Credit: Max Planck Society)

​

(The yellowish bright material, marked here as “yBM”, is found exclusively on the edge of the smaller crater and in its immediate eastern vicinity. Credit: Max Planck Society)

​

​

목성과 화성 사이 주소행성대에 있는 세레스(Ceres)는 지름 1000km 정도의 왜소행성으로 2015년에서 2018년 사이 소행성대를 탐사한 나사의 소행성 탐사선 던(Dawn)에 의해 자세히 조사됐습니다. 과학자들은 세레스 표면에서 다양한 지형과 함께 얼어 있는 암모니아 화합물을 발견했는데, 이로 인해 세레스가 지금 위치가 아니라 더 먼 곳에서 형성된 후 안쪽으로 이동했을 가능성이 제기됐습니다. 현재 궤도에서는 생성 당시 암모니아가 기화해 남아 있지 않을 가능성이 있기 때문입니다.

​

하지만 독일 괴팅겐의 막스 플랑크 태양계 연구소 (Max Planck Institute for solar system Research in Göttingen)의 과학자들은 세레스의 콘수스 크레이터 (Consus Crater) 내부를 조사해 이 암모니아 화합물이 세레스 내부에서 나왔을 가능성이 높다는 증거를 발견했습니다.

​

콘수스 크레이터는 지름 64km에 달하는 대형 크레이터로 가장 자리의 높이는 안쪽보다 최대 4.5km나 높습니다. 그리고 그 안에는 다시 지름 15km의 작은 크레이터가 하나 더 있습니다. 콘수스 크레이터는 4억 5천만 년 전, 안쪽의 작은 크레이터는 2억 8천만년 전 쯤 생겨난 것으로 생각됩니다.

​

연구팀은 작은 크레이터에서 특히 동쪽 가장자리에 몰려 있는 노란색 밝은 물질 (yellowish bright material)에 주목했습니다. 이 물질은 암모니아가 풍부한 미네랄로 아마도 세레스 내부의 얼음 화산 활동에 의한 염수가 반복적으로 분출해 생긴 것으로 추정됩니다. 세레스 내부에서 암모니아가 풍부한 짠물이 반복적으로 지표로 분출했고 결과적으로 암모니아가 표면의 층상 규산염(Phyllosilicates)안으로 침투한 것입니다.

​

이 해석이 옳다면 세레스 표면의 암모니아는 세레스가 다른 곳에서 생겨난 후 안쪽으로 이동한 소행성이라는 증거가 될 수 없습니다. 그것보다는 소행성대의 다른 소행성과 비슷한 과정을 거쳐 생성된 후 지금껏 이곳에 있는 토박이라는 설명이 더 합리적인 가정입니다. 아마도 이쪽이 더 진실에 가까워 보이는데, 학계의 주도적인 가설은 어떤 것이 될지 궁금합니다.

​

​

참고

​

https://phys.org/news/2024-09-dwarf-planet-ceres-asteroid-belt.html

​

A. Nathues et al, Consus Crater on Ceres: Ammonium‐Enriched Brines in Exchange With Phyllosilicates?, Journal of Geophysical Research: Planets (2024). DOI: 10.1029/2023JE008150