Bennu 행성에는 태양계의 “원래 구성 요소”가 포함되어 있습니다.

밝은 인산염 껍질을 가진 약 1mm 길이의 어두운 Bennu 입자의 현미경 사진. 오른쪽은 본체에서 작은 부분이 분리된 모습입니다. 이미지 출처: Lauretta & Connolly et al. (2024) 운석학 및 행성 과학, doi:10.1111/maps.14227

NASA‘에스 오시리스-렉스 이 임무는 소행성 베누(Bennu)에서 샘플을 회수하여 그 샘플에 태양계에 필수적인 물질이 포함되어 있고 과거에 물이 존재했을 가능성이 있는 징후가 포함되어 있음을 밝힐 수 있었습니다. 이 발견은 초기 태양계의 상태와 생명의 기원에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

애리조나 대학이 이끄는 NASA의 OSIRIS-REx 임무가 지구 근처 소행성 Bennu에서 가져온 암석 및 먼지 샘플에 대한 심층 분석을 통해 오랫동안 기다려온 몇 가지 놀라운 사실이 드러났습니다.

OSIRIS-REx 샘플 분석 팀은 소행성 Bennu가 우리 태양계를 형성한 원래 구성 요소를 포함하고 있음을 발견했습니다. 소행성 먼지에는 탄소와 질소, 유기 화합물이 많이 함유되어 있으며, 이 모두는 우리가 알고 있는 생명체의 필수 구성 요소입니다. 샘플에는 인산나트륨과 인산마그네슘도 포함돼 있는데, 이는 베누 우주선이 수집한 원격탐사 데이터에서는 볼 수 없어 연구팀이 깜짝 놀랐다. 샘플에 이 소행성이 존재한다는 사실은 소행성이 오랫동안 사라진 작은 원시 해양 세계에서 분리되었을 수 있음을 시사합니다.

NASA의 OSIRIS-REx 임무에서 나온 샘플 귀환 캡슐이 2023년 9월 24일 유타주 국방부 테스트 및 훈련장 사막에 착륙한 직후 볼 수 있습니다. 이 샘플은 NASA의 OSIRIS-REx 우주선에 의해 2020년 10월 소행성 Bennu에서 수집되었습니다. 이미지 출처: NASA/Kegan Barber

피노 샘플 비행 및 배송

OSIRIS-REx 우주선은 2016년 9월 8일에 발사되었으며 표면에서 암석과 먼지 샘플을 수집하기 위해 지구 근처 소행성 Bennu로 여행을 시작했습니다. OSIRIS-REx는 소행성에서 샘플을 수집하는 미국 최초의 임무였습니다. 우주선은 2023년 9월 24일에 4.3온스, 즉 121.6그램의 샘플을 지구로 전달했습니다.

OSIRIS-REx 프로젝트의 수석 조사관인 Dante Lauretta는 “수년이 지난 후 마침내 Bennu의 OSIRIS-REx 샘플을 더 깊이 조사할 수 있는 기회를 갖게 된 것은 매우 흥미로운 일입니다.”라고 말했습니다. 오시리스-렉스 “이 발견은 초기 태양계에 대한 오랜 질문에 답할 뿐만 아니라 거주 가능한 행성인 지구 형성에 대한 연구를 위한 새로운 길을 열었습니다. 개요 논문에 설명된 아이디어는 더 많은 호기심을 불러일으켰고 우리가 탐험을 하게 되었습니다. 더 깊게.”

Loretta는 다음에 발표된 연구 논문의 공동 저자입니다. 기상학과 행성과학 소행성 샘플의 특성을 자세히 설명합니다. 이 논문은 또한 다음 사항에 대한 소개 역할을 합니다. 비노 샘플 카탈로그샘플에 대한 정보가 대중에게 공개되고 과학자들이 자신의 연구를 위해 샘플 자료를 요청할 수 있는 온라인 리소스입니다.

“Loretta 박사와 Connolly 박사가 주도하여 Bennu 샘플을 설명하는 첫 번째 논문의 출판은 임무와 달 및 행성 연구소에 흥미로운 이정표를 의미합니다.”라고 대학 달 및 행성 연구소 소장인 Mark Marley는 말했습니다. 애리조나주 행성과학부 학과장입니다. “교수진, 과학자, 학생들은 앞으로 수년, 수십 년 동안 계속해서 샘플을 연구할 것입니다.” 이미 우리 연구실에 있는 Bennu 곡물을 통해 알 수 있습니다.”

소행성 베누(Bennu)의 암석과 먼지가 들어 있는 용기 중 하나를 조감도로 본 모습. 계기 눈금은 센티미터 단위로 표시되어 있습니다. 저작권: NASA/Erica Blumenfeld 및 Joseph Aebersold

피노의 ‘물같은 과거’?

소행성 Bennu의 샘플을 분석한 결과 소행성의 구성에 대한 흥미로운 통찰력이 드러났습니다. 점토 광물, 특히 사문석이 대부분인 이 샘플은 지각 아래 층인 맨틀의 물질이 물과 만나는 지구의 중앙해령에서 발견되는 암석의 유형을 반영합니다.

바닷물과 지구 맨틀 물질 사이의 상호 작용은 점토를 생성하고 탄산염, 산화철, 황화철을 비롯한 다양한 광물을 생성합니다. 그러나 Bennu 샘플에서 가장 놀라운 발견은 수용성 인산염의 존재였다고 Laurita는 말했습니다. 이 화합물은 오늘날 지구상에 알려진 모든 생명체의 생화학적 구성 요소입니다.

2020년 일본 항공우주탐사국 하야부사 2호 미션으로 전달된 소행성 류구(Ryugu) 샘플에서도 유사한 인산염이 발견됐다. 그러나 베누(Bennu) 샘플에서 검출된 인산나트륨과 인산마그네슘은 불순물이 없어 다른 광물의 작은 거품과 유사하다는 점이 특징이다. Laurita는 암석 내부에 갇혀 있으며 그 입자 크기는 어떤 운석 샘플에서도 전례가 없는 것이 아니라고 말했습니다.

Bennu의 샘플에서 인산나트륨과 마그네슘의 발견은 이러한 요소들을 하나로 모으는 지구화학적 과정에 대한 의문을 제기하고 Bennu의 역사적 조건에 대한 귀중한 단서를 제공합니다.

Lauretta는 “Bennu의 다른 원소 및 화합물과 함께 인산염의 존재와 상태는 소행성이 물이 있었던 과거를 가리킨다. Bennu는 한때 더 습한 세계의 일부였을 가능성이 높습니다. 비록 이 가설은 추가 조사가 필요하지만”이라고 Lauretta는 말했습니다.

베누의 이 모자이크는 NASA의 OSIRIS-REx 우주선이 2년 이상 소행성에 근접한 관측을 통해 만든 것입니다. 저작권: NASA/Goddard/애리조나 대학교

젊은 태양계의

물과 상호작용한 역사에도 불구하고 베누는 화학적으로 원시적인 소행성으로 남아 있으며, 그 원소 비율은 태양과 매우 유사합니다.

“우리가 가져온 샘플은 현재 지구상에서 변경되지 않은 소행성 물질의 가장 큰 저장소입니다.”라고 Loretta는 말했습니다.

소행성 형성은 45억 년 전인 우리 태양계 초기를 엿볼 수 있게 해줍니다. 암석은 형성된 이후 다시 녹거나 굳지 않고 원래의 상태를 유지하고 있어 원시적인 자연과 고대의 기원을 확인시켜 줍니다.

이 컨셉 아트는 OSIRIS-REx(Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security – Regolith Explorer) 우주선이 Touch-And-Go 샘플 암 메커니즘(TAGSAM)을 사용하여 소행성 Bennu와 접촉하는 모습을 보여줍니다. 임무는 연구를 위해 Bennu의 표면 코팅 샘플을 지구로 성공적으로 반환했습니다. 저작권: NASA

삶의 기본 구성 요소에 대한 힌트

연구팀은 또한 소행성에 탄소와 질소가 풍부하다는 사실도 확인했다. 이러한 요소는 Bennu의 물질이 생성된 환경과 간단한 요소를 복잡한 분자로 변환하여 지구상 생명체의 기초를 놓을 수 있는 화학적 과정을 이해하는 데 필수적입니다.

Lauretta는 “이러한 결과는 Bennu와 같은 소행성에서 물질, 특히 일반적으로 지구 대기에 진입하면 연소되는 저밀도 물질을 수집하고 연구하는 것의 중요성을 강조합니다.”라고 말했습니다. “이러한 물질은 지구 생명체 출현에 기여했을 수 있는 태양계 형성과 생화학의 복잡한 과정을 밝히는 열쇠를 쥐고 있습니다.”

그럼 어쩌지

미국과 전 세계 수십 개의 다른 실험실은 앞으로 몇 달 안에 휴스턴에 있는 NASA의 존슨 우주 센터로부터 Bennu 샘플의 일부를 받게 될 것이며, Bennu 샘플을 설명하는 더 많은 과학 논문이 OSIRIS로부터 향후 몇 년 안에 나올 것으로 예상됩니다. REx 샘플분석팀.

“베누 샘플은 놀랍도록 아름다운 외계 암석입니다.”라고 샘플 분석 팀을 이끄는 임무 샘플 과학자이자 뉴저지주 글래스보로에 있는 로완 대학의 교수이자 애리조나 대학의 방문 학자인 연구 공동 저자인 해럴드 코놀리(Harold Connolly)가 말했습니다. “OSIRIS-REx 샘플 분석 팀은 지구와 유사한 행성의 기원과 진화에 중요한 제약을 두는 데 도움이 되는 새롭고 때로는 놀라운 결과를 제공합니다.”

참조: Dante S의 “실험실의 소행성(101955) Bennu: OSIRIS-REx 우주선에 의해 수집된 샘플의 특성” 로레타, 해롤드 C. 코널리, 조셉 E. 애버솔드, 코넬 M. 또는. 디. 알렉산더, 로널드 L. Ballouz, Jessica J. Barnes, Helena C. Bates, Carina A. Bennett, Laurinne Blanche, Erika H. Blumenfeld, Simon J. Clemett, George D. Cody, Daniella N. DellaGiustina, Jason P. Dworkin, Scott A. Eckley, Dionysis I. Foustoukos, Ian A. Franchi, Daniel P. Glavin, Richard C. Greenwood, Pierre Haenecour, Victoria E. Hamilton, Dolores H. Hill, Takahiro Hiroi, Kana Ishimaru, Fred Jourdan, Hannah H. Kaplan, Lindsay P. Keller, Ashley J. King, Piers Koefoed, Melissa K. Kontogiannis, Loan Le, Robert J. Macke, Timothy J. McCoy, Ralph E. Milliken, Jens Najorka, Ann N. Nguyen, Maurizio Pajola, Anjani T. Polit, Kevin 라이터, 헤더 L. 로퍼, 사라 S. 러셀, 앤드류 J. 라이언, 스캇 A. 샌드포드, 폴 F. 스코필드, 코디 D. 슐츠, 로라 B. 세이퍼트, 타치바나 쇼고, 캐시 L. 토마스-키베르타, 미셸 S. 톰슨, 발레리 투, 필리포 토스페르티, 왕쿤, 토마스 J. Zija, C.W. Woolner, 2024년 6월 26일, 기상학과 행성과학.
DOI: 10.1111/maps.14227