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왜소행성 '베스타' 첫 맨틀 운석 태양계 형성 초기 '창' 제공

송고시간2021-10-07 11:14

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지구나 화성, 달 등보다 훨씬 작아 지각이 일찍 형성되며 더 많은 정보를 담고 있는데, 이 왜소행성의 맨틀 암석을 함유한 운석이 처음으로 확보돼 태양계 형성이 시작되고 200만년 전까지 들여다볼 수 있는 단서가 됐다.

미국 데이비스 캘리포니아대학교(UC 데이비스)에 따르면 이 대학 지구·행성 과학 교수 인칭주 박사가 이끄는 연구팀은 베스타의 맨틀 암석을 가진 운석을 확인한 결과를 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 발표했다.

인 교수팀은 마카오 과학기술대학 연구진과 공동으로 베스타의 핵이 형성된 이후 맨틀과 지각에 축적된 철과 관련 원소들의 성분을 분석해 태양계 초기 상황을 연구한 결과를 '네이처 천문학'(Nature Astronomy)에 발표했다.

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큰 암석 행성보다 더 이전 정보 담아…"태양계 형성 시작후 200만년 전까지 올라가"

왜소 행성 '베스타' 내부 구조
왜소 행성 '베스타' 내부 구조

(서울=연합뉴스) 화성과 목성 사이 소행성대에서 두 번째로 큰 왜소행성 베스타를 탐사한 '돈'(Dawn)의 관측 자료를 토대로 분석한 내부구조로, 지구처럼 철로 된 핵(약 110㎞)과 맨틀, 지각으로 구성돼 있다. UC 데이비스 연구진은 베스타의 맨틀 암석이 포함된 운석이 처음으로 확인됐으며, 이를 통해 태양계 형성이 시작되고 200만년 전까지 들여볼 수 있게 됐다고 밝혔다. 2021.10.07 [NASA/JPL-Caltech 재판매 및 DB 금지] photo@yna.co.kr

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 왜소행성 '베스타'는 화성과 목성 사이 소행성대에서 '세레스' 다음으로 크지만 지름은 약 500㎞에 불과하다.

지구나 화성, 달 등보다 훨씬 작아 지각이 일찍 형성되며 더 많은 정보를 담고 있는데, 이 왜소행성의 맨틀 암석을 함유한 운석이 처음으로 확보돼 태양계 형성이 시작되고 200만년 전까지 들여다볼 수 있는 단서가 됐다.

미국 데이비스 캘리포니아대학교(UC 데이비스)에 따르면 이 대학 지구·행성 과학 교수 인칭주 박사가 이끄는 연구팀은 베스타의 맨틀 암석을 가진 운석을 확인한 결과를 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 발표했다.

지구와 같은 암석형 행성은 충돌의 열로 녹아내린 용융 암석 덩어리에서 시작하는데, 철(Fe)과 이리륨을 비롯한 철과 결합하기 쉬운 이른바 '친철(親鐵) 원소'가 모두 가라앉아 금속성 핵을 형성하고 맨틀에는 이런 원소가 남아있지 않게 된다. 맨틀과 행성이 식으면서 맨틀 위에 형성된 지각의 철과 관련 원소들은 핵이 형성된 뒤 나중에 소행성이나 운석을 통해 얻은 것이다.

베스타가 작기는 해도 암석형 행성의 이런 진화 과정을 거쳤으며, 지구나 화성, 달보다 더 빨리 식으면서 지각을 구성해 이곳에서 떨어져 나온 암석에 축적된 철과 관련 원소들은 화성이나 달에서 생성된 운석보다 더 이전의 태양계 정보를 담고 있는 셈이다.

화성, 수성, 달, 세레스 등과 비교한 베스타 크기
화성, 수성, 달, 세레스 등과 비교한 베스타 크기

[NASA/JPL-Caltech/UCLA 제공/ 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 최근 발견한 3개 운석이 철과 마그네슘을 함유한 규산염 광물인 감람석을 주요 성분으로 한 초고철질의 맨틀 암석이 포함된 것을 확인했으며, 동위원소 분석을 통해 베스타나 비슷한 천체에서 온 것을 밝혀냈다.

인 교수는 "운석은 대부분 핵이나 지각 물질이고 맨틀 물질로 된 것은 보지 못했다"면서 "베스타 맨틀 시료를 확보한 것은 이번이 처음"이라고 했다.

지난 2011년 미국 항공우주국(NASA)의 탐사선 '돈'(Dawn)이 베스타의 남극 최대 충돌구를 원격 탐사할 때도 맨틀 암석은 찾아내지 못했다.

인 교수팀은 마카오 과학기술대학 연구진과 공동으로 베스타의 핵이 형성된 이후 맨틀과 지각에 축적된 철과 관련 원소들의 성분을 분석해 태양계 초기 상황을 연구한 결과를 '네이처 천문학'(Nature Astronomy)에 발표했다.

인 교수는 "베스타가 아주 일찍 형성돼 태양계의 전체 역사를 들여다볼 수 있는 좋은 틀이 된다"면서 "(베스타는) 태양계 형성이 시작되고 약 200만년 전까지 거슬러 올라가게 해준다"고 했다.

연구팀은 이 연구를 통해 지구를 비롯한 내행성들이 소행성대에서 행성 구성 물질을 얻었다는 기존 가설과 달리 다른 미(微)행성체와의 충돌과 합체로 행성을 구성하고 남은 물질이 모여 소행성대를 이루고 있다는 점을 새로 밝혀냈다.

eomns@yna.co.kr

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