외계 물질

Extraterrestrial materials
"제네시스 암석"이라고도 하는 달 표본 15415

외계 물질은 현재 지구상의 자연물체로 우주에서 유래한 것을 말한다.이러한 물질에는 우주 먼지와 운석뿐만 아니라 달, 소행성, 혜성, 그리고 태양풍 입자가 포함되어 있다.

외계 물질은 태양과 태양계가 형성된 가스와 먼지의 원시적인 구성을 보존하기 때문에 과학에 가치가 있다.

분류

지구상의 연구를 위한 외계 물질은 몇 가지 광범위한 범주로 분류될 수 있다. 즉, 다음과 같다.

  1. 대기권 진입 시 기화하기에는 너무 크지만 땅에 파편을 남길 수 있을 만큼 작은 운석들은 소행성과 카이퍼 벨트, 그리고 달과 화성에서 온 것으로 보이는 표본들을 포함하고 있다.
  2. 달 바위는 로봇과 달 탐사 임무에 의해 지구로 운반되었다.
  3. 지구, 성층권 및 지구 저궤도에 모인 우주 먼지로, 혜성뿐만 아니라 현재 행성간 먼지 구름의 입자가 포함될 수 있습니다.
  4. 혜성, 소행성, 태양풍으로부터 샘플 리턴 미션에 의해 수집된 표본으로, 현재의 성간 매질로부터 얻은 "고립자"를 포함한다.
  5. 태양계가 형성되기 전의 태양 전 입자(운석 및 행성간 먼지 입자로부터 추출)이것들은 가장 순수하고 값진 샘플입니다.

지구에서 수집됨

스타더스트와 탄포포 임무에서 사용한 에어로겔 블록이 있는 집진기.

지구에서 수집된 외계 물질의 예로는 우주 먼지와 운석이 있다.지구에서 발견된 운석들 중 일부는 [1]달, 화성 운석,[2][3] [4][5]베스타의 HED 운석과 같은 또 다른 태양계 물체에서 유래되었다.또 다른 예는 지구 [6]저궤도에서 먼지를 모은 일본의 탄포포 미션이다.2019년, 연구원들은 국지성간 구름과 관련이 있는 남극 대륙의 성간 먼지를 발견했다.남극에서 성간 먼지의 검출은 고감도 가속기 질량 분석법에 의한 방사성핵종 Fe-60과 Mn-53의 측정에 의해 이루어졌으며, Fe-60은 최근의 슈퍼노바 [7]기원에 대한 명확한 신호이다.

샘플 리턴 미션

주요 기사 : 샘플 리턴 미션

지금까지, 달 암석의 샘플은 로봇과 승무원 임무에 의해 수집되었다.혜성 와일드 2(제네시스 미션)와 소행성 이토카와(하야부사 미션)는 각각 지구로 샘플을 반송하는 로봇 우주선에 의해 방문되었고, 태양풍 샘플도 로봇 제네시스 [8][9]미션에 의해 반송되었다.

현재 샘플 리턴 미션은 OSIRIS-REX에서 소행성 베누로,[10][11] 하야부사2에서 소행성 류구로.[12]달, 화성 및 화성의 달에는 몇 가지 샘플 리턴 미션이 계획되어 있습니다(샘플 리턴 미션 #미션 목록 참조).

샘플 반송 임무에서 얻은 재료는 순수하고 오염되지 않은 것으로 간주되며, 샘플이 [13][14][15][16]지구 오염 및 대기와의 접촉으로부터 보호되는 전문 시설에서 큐레이션과 연구를 수행해야 한다.이 시설들은 샘플의 무결성을 보존하고 잠재적인 생물학적 오염으로부터 지구를 보호하기 위해 특별히 설계되었다.제한 물체에는 과거 또는 현재 거주할 수 있는 환경이 있는 것으로 의심되는 행성이나 위성이 포함되므로 극히 생물학적으로 [17][18]유해한 것으로 취급해야 합니다.

연구 분야

지구에서 분석된 샘플은 태양계를 형성한 과정에 대한 더 많은 통찰력을 얻기 위해 원격 감지의 발견과 일치할 수 있습니다.

원소 및 동위원소 함유량

오늘날 원소 풍부성은 태양이 [19][20][21]형성될 당시 지역 핵합성원의 일부 원자와 함께 태양계에 의해 물려받은 (진화하는) 은하 평균 원소 풍부성 집합에 중첩된다.이러한 평균 행성계 원소 함량에 대한 지식은 행성의 형성과 그 표면의 [20]진화에 관련된 화학적, 물리적 과정을 추적하는 도구 역할을 하고 있습니다.

동위원소 함량은 [22]분석 대상 물질의 기원, 변형 및 지질 연대에 대한 중요한 단서를 제공합니다.

외계 물질들은 또한 광범위한 핵 과정에 대한 정보를 가지고 있다.예를 들어, (i) 태양 [23]성운 붕괴 직전에 태양계 물질에 도입된 초신성 부산물에서 지금은 소멸된 방사성핵종의 붕괴, (ii) 태양 [24]전립에서 거의 희석되지 않은 형태로 발견된 항성 및 폭발적 핵합성의 산물이 포함된다.후자는 천문학자들에게 초기 은하계의 이국적인 환경에 대한 정보를 제공하고 있다.

귀한 가스는 화학반응을 회피하고, 두 번째로 많은 양이 핵 과정의 특징을 지닌 동위원소를 가지고 있으며, 단순 가열에 의해 고체 물질에서 비교적 쉽게 추출할 수 있기 때문에 특히 유용하다.결과적으로, 그들은 외계 물질 [25]연구에 중추적인 역할을 한다.

핵폭발 효과

우주선에서 볼 수 있는 것과 같이 충분히 에너지 있는 입자에 의해 충격을 받는 입자는 또한 한 종류의 원자가 다른 것으로 변하는 것을 경험합니다.이러한 파쇄 효과는 연구자들이 [citation needed]우주에서의 노출 특성을 차감할 수 있도록 표본의 미량 원소 동위원소 구성을 변경할 수 있다.

예를 들어, 이러한 기술은 운석 내 물질의 공간 노출을 크게 변화시킨 운석 모체의 지구 이전 역사(대충돌 등)에서 일어난 사건을 찾기 위해 사용되었습니다.예를 들어, 머치슨 운석은 1967년에 호주에 도착했지만, 그것의[26] 모체는 약 80만년 전에 미터 크기의 운석이 부서지는 충돌 사고를 당한 것으로 보인다.

우주생물학

우주생물학은 우주의 생명의 기원, 초기 진화, 분포, 그리고 미래에 관한 학문적인 과학 분야이다.그것은 혜성, 소행성, 화성 또는 거대 가스 행성들의 달에서 유기 화합물의 존재에 대한 조사를 포함한다.소행성과 혜성에 대한 몇 가지 샘플 귀환 임무가 현재 우주 생물학에 대한 주요 관심사와 함께 진행 중이다.소행성, 혜성,[27][28][29] 달에서 나온 더 많은 샘플은 다른 천체에서 생명체가 형성되었는지, 그리고 그것이 운석이나 혜성에 의해 지구로 운반될 수 있는지를 결정하는 데 도움을 줄 수 있다. 이 과정은 팬스퍼미아라고 불린다.

원시 운석과 행성간 먼지 입자에 풍부한 유기 화합물은 주로 성간 매질에서 유래한 것으로 생각된다.그러나 이 물질은 원시 행성계 원반에서 수정되었을 수 있으며 소행성 [30]모체의 다양한 범위로 수정되었다.

우주먼지는 별과 [31][32][33]방사선에 의해 자연적으로 생성될 수 있는 복잡한 유기화합물(방향족-지방족 구조가 혼합된 비정질 유기물)을 함유하고 있다.물과 다른 거주 가능한 요소들이 존재하는 이 화합물들은 생명의 [34][35]구성 요소들을 생산하고 자발적으로 조립한 것으로 생각됩니다.

지구상의 물의 기원

주요 기사:지구상의 물의 기원

지구상의 물의 기원은 행성 과학, 천문학, 그리고 우주 생물학의 분야에서 중요한 연구의 주제이다.동위원소 비율은 태양계의 다른 곳에 있는 저장소와 지구의 물을 비교하는 데 사용되는 독특한 "화학적 지문"을 제공합니다.이러한 동위원소 비율 중 하나인 중수소 대 수소(D/H)는 지구에서 물의 기원을 찾는 데 특히 유용하다.하지만, 언제 어떻게 그 물이 지구로 전달되었는지는 현재 진행 중인 [36][37]연구 주제이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크