2019 년 1 월 1 일, 미국항공우주국 (NASA) 의' 새로운 시야' 호 (New Horizon) 탐사선이' 눈사람' 모양의 카이퍼 (Arrokoth) 를 날며 65 억 킬로미터 떨어진 작은 천체' 하늘' 을 날렸다. 새로운 시야' 호가 반환한 데이터는 한 번도 본 적이 없는 기이한 세계를 보여 줄 뿐만 아니라 태양계의 기원과 진화에 관한 더 많은 수수께끼를 우리에게 밝혀 줄 것으로 기대된다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
2019 년 11 월 13 일 NASA 는 2014 MU69 의 공식 이름을' Arrokoth'-아로코스라고 발표했다. "새로운 시야" 호가 아로코스를 약탈하여 2019 년 SCIENCE 매거진의 10 대 과학 돌파에 뽑혔다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
다음은 작은 보라색 ("보라색") 과 함께 중국과학원 행성과학 중점 연구실장, 자금산 천문대 행성과학 및 심공 탐사 연구실 계강휘연구원 ("계절") 을 방문해 자세한 내용을 알아보겠습니다.
보라색: "새로운 비전" 호의 사명은 무엇입니까?
시즌:' 새로운 시야' 호 탐사선은 미국 NASA 가 2006 년 1 월 19 일 발사한 것으로, 명왕성과 카이퍼 벨트에 파견된 최초의 메신저로, 태양계의 먼 천체의 표면 특징, 지질 상황, 내부 구성, 대기 등에 대한 정보를 인류에게 전해 태양계 외연의 신비로운 베일을 벗길 것이다.
알로코스의 첫 합성' 사진' | 도원: AAAS/Science
보라색: 왜 명왕성을 날았을까요?
시즌: 인간 항공기가 수성에서 해왕성까지 태양계를 방문한 8 대 행성을 방문한 후' 뉴 호라이즌' 호는 태양계 탐사' 종결자' 라는 영광스러운 사명을 부여받았다. 발사할 때 명왕성은 태양계의 9 대 행성이었고 발사 7 개월 후에야 국제천문학연합회에 의해 왜행성으로 격하됐다. 암석 지구 행성 (수성, 진싱, 지구, 화성) 과 기체 나무 행성 (목성, 토성, 천왕성, 해왕성) 과는 달리 명왕성과 그 가장 큰 위성인 카룽은 세 번째 범주에 속한다
새로운 시야' 호가 반환한 이미지와 과학 자료에 따르면 명왕성 표면에는 광활한 얼어붙은 평원으로 구성된 하트 영역이 있고 표면에는 메탄얼음이 많이 분포되어 있으며 적도 근처에는 3500 미터에 달하는 젊은 빙산이 있다. 새로운 시야' 호는 명왕성의 여러 위성이 복잡하고 다양한 지형과 표면 특징을 처음으로 얻었다.
보라색: 그럼 왜 카이퍼 벨트를 선택 했습니까?
계절: 카이퍼 벨트는 해왕성 궤도 밖에서 태양으로부터 약 40 50 개의 천문 단위 (AU, 1AU 는 약 1 억 5 천만 킬로미터) 의 판형 지역으로, 현재 수천 개의 얼어붙은 작은 천체가 발견되어 태양을 둘러싸고 있는 원행성 디스크 조각에서 유래한 것으로 여겨진다. 일찍이 1950 년대에 천문학자 카이퍼 (Kuiper) 와 에기워스 (Edgeworth) 는 그러한 태양계의 "변두리" 지역의 존재를 예언했지만, 1992 년까지는 "첫 번째" 카이퍼 벨트 천체 (KBO) 를 찾지 못했다
명왕성 (1930 년 발견) 은 카이퍼 벨트 중 가장 큰 것으로 알려진 천체로, 그 강등도 사실상 첫 카이퍼 벨트 천체의 발견 시간을 62 년 앞당겼다.
뉴 호라이즌' 호는 보이저 1 호, 2 호, 파이너 10 호, 11 호 이후 카이퍼 벨트를 비행하는 다섯 번째 인간 항공기지만 카이퍼 벨트 과학 탐사의 개척자로, 이 빙질 천체에 대한 진화 정보를 우리에게 가져다 줄 것이다.
카이퍼 벨트 위로 날아가는 탐사선 | 투원: 나사/주알/swri/매다 사나
보라색: 아로코스 탐사의 새로운 발견은 무엇입니까?
시즌: 우선, 인간 탐사선이 카이퍼 벨트에 깊이 들어가 탐사 임무를 벌인 것은 이번이 처음이며, 태양계에서 아직 탐구되지 않은 이 먼 영토를 밝혀냈다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 계절명언) 카이퍼 벨트의 천체는 태양계 형성 초기에 남겨진 물질로 여겨진다. 태양계의 바깥 가장자리에 있기 때문에, 이 작은 천체들은 가장 원시적인 태양계 행성의 형성과 진화에 관한 정보를 포함하고 있다. 아로코스는 45 억년 전 태양계가 처음 형성되었을 때의 모습을 잘 보존했다. 둘째, 인류가 잘 보존된 별 (planetesimal) 을 탐사한 것은 이번이 처음이다.
새로운 시야' 호에 따르면 이 눈구형의 작은 천체는 길이가 약 35km, 너비가 약 20km, 두께가 약 10km 인 것으로 나타났다. 알로코스의 기원, 진화 메커니즘, 표면 구조 및 물질 구성에 대한 과학자들의 연구도 새로운 성과를 거두었다. 아로코스 머리의 두 부분 * * * 축의 이상한 외형은 격렬한 충돌로 인한 것이 아니라 장기 궤도가 소산된 후 두 잎판이 저속으로 합쳐져 형성된다는 것을 보여준다. 이것은 별이 형성한 천류 불안정성 모델 (the streaming instability) 에 대한 직접적인 증거를 제공한다.
아로코스 표면에는 밝은 점과 반점, 언덕과 골짜기, 낮은 구덩이, 볼록함이 있다. 스펙트럼 데이터는 또한 그 표면에 메탄올, 수빙, 유기분자가 존재한다는 것을 보여준다. 표면 빨간색은 유기 물질의 변화로 인한 것일 수 있습니다. 단순 분자는 복잡한 유기 고분자로 재조합됩니다.
아로코스 지형도 (sternet al., Science 2019)
보라색: 아로코스 탐사의 의미는 무엇입니까?
계절: 아로코스는 보바탄/알곤진어에서 하늘을 뜻하며, 하늘에 대한 동경과 지구 밖의 다른 행성과 세계에 대한 호기심을 뜻한다. 이 이름은 인류 우주선 역사상 지구에서 가장 먼 한 번의 비행에 경의를 표하는 이름이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 계절명언) 이번에 카이퍼의 작은 천체에 대한 탐사로 인류는 새로운 시각으로 태양계의 구조와 행성의 진화 과정을 인식하게 되었다. 더 많은 태양계' 활성화석' 인 고대 천체에 대한 세심한 연구와 유기분자 탐사 성과는 인류가 지구의 생명의 기원이라는 중요한 과학 문제를 탐구하는 데 도움이 될 것이다.
보라색: 이 연구 분야의 국내 연구 개발 상황은 어떻습니까? 또 어떤 차이가 있습니까?
계절: 우리나라 창아 2 호 탐사선은 확장 임무에서 잠재적 위협이 있는 근지 소행성 투타티스의 근거리 비행 탐지를 실현하여 중요한 과학적 성과를 거두어 국제적으로 큰 영향을 미쳤다. 2010 년부터 국내 관련 기관들은 2030 년을 겨냥한 중국 심공 탐사 계획을 논증했는데, 여기에는 앞으로 몇 년 동안 우리나라가 작은 천체 샘플링 귀환과 주대 혜성 탐사를 실시할 예정이다. 우리나라의 작은 천체 심공 탐사는 시작이 비교적 늦었고, 연구 기초가 비교적 약하며, 핵심 기술은 돌파해야 하며, 과학 하중의 연구 능력은 더욱 향상되어야 하며, 심공 탐사 임무는 임중 거리가 멀다고 할 수 있다.
최근 몇 년 동안 국내 과학자들은 태양계 한계 탐사 계획, 즉 2049 년 100 천문 단위에 대한 먼 태양계 한계 탐지를 실현하고, 탐사선을 발사하여 일구층의 대규모 3 차원 공간 특성, 태양풍 한계 및 인근 항성간 공간 물질 특성 탐지를 실시하여 소행성대, 목성 등 기체 대행계계를 순방하며 카이퍼 벨트 천체를 동시에 탐지한다는 점을 언급할 만하다.
보라색: 마지막으로, 미래의 심공 탐사의 발전 추세와 가능한 돌파구를 전망해 주시겠습니까?
계절: 미래 심공 탐사와 행성 과학은 핵심 과학 문제를 중심으로 선진 우주 기술, 과학 연구, 경제 발전 수준을 결합하여 과학 목표로 과학 기술 혁신과 신흥 산업 발전을 이끌고 국제 협력을 확대할 것이다. 더 많은 심공 탐사 임무가 전개됨에 따라 과학자들이 관심을 갖는 태양계의 기원, 지구의 생명의 기원, 작은 천체가 지구와 인류의 생존에 위협이 되는 등 중대한 과학 문제가 새로운 돌파구를 마련할 것이다.
이 글은 원래' 중국과학기금' 2020 년 제 2 호에 실렸으며, 적당한 변화가 있었다.
편집장: 마우서청
윤번 편집장: 조해빈