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101955 베누

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목차

1. 개요

101955 베누는 1999년 발견된 근지구 소행성으로, 2018년 NASA의 오시리스-렉스 탐사선이 접근하여 표면 지도 제작, 샘플 채취 등의 임무를 수행했다. 베누는 팽이 모양이며, 탄소질 소행성으로 분류된다. 2020년 샘플 채취에 성공했으며, 2023년 지구로 귀환하여 분석을 통해 물과 유기 화합물의 존재가 확인되었다. 베누는 지구 충돌 가능성이 있으며, 2182년에 가장 위협적인 근접 통과가 예상된다. 베누의 지질학적 특징은 새와 관련된 신화 속 인물의 이름을 따서 명명되었다.

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101955 베누
명칭
영어 이름101955 Bennu
발음 (영어)IPA: /ˈbɛnuː/
명명 유래벤누
식별
MPC 이름(101955) Bennu
소행성 분류아폴로
NEO
PHA
위험 목록
궤도 특성
궤도 기준2011년 1월 1일 (JD 2455562.5)
불확실성0
관측 호21.06년 (7693일)
궤도 이심률0.2038
공전 주기1.1955 년 (436.65 일)
궤도 경사6.0349°
승교점 경도2.0609°
평균 근점 이각101.7039°
평균 운동0.82446°/일
근일점 인수66.2231°
티세랑 매개변수5.525
발견
발견자LINEAR
발견일1999년 9월 11일
발견 장소링컨 연구소의 ETS
물리적 특성
표면 중력6.27 마이크로 g (61.5 μm/s²)
탈출 속도20 cm/s
자전축 기울기°
북극의 적경°
북극의 적위°
스펙트럼 분류B
F
절대 등급20.9
온도 (켈빈)최소: 236
평균: 259
최대: 279
온도 (화씨)최소: -34.6
평균: 6.8
최대: 42.8
온도 (섭씨)최소: -37
평균: -14
최대: 6
탐사
오시리스-렉스오시리스-렉스 탐사선이 샘플을 채취하여 지구로 귀환함.

2. 역사

베누는 오시리스-렉스 계획의 목표 천체였다. 2018년 12월 3일, 오시리스-렉스가 2년간의 여정 끝에 베누에 근접하여 궤도를 순환하며 표면 사진을 촬영했다.[95] 일주일 뒤, 미국 지구물리학 연합 가을 회의에서 연구원들은 오시리스-렉스가 소행성 표면에서 광물 수화에 대한 분광학적 증거를 발견했으며, 이는 베누의 모체에 액체 물이 존재했음을 시사한다고 발표했다.[96][2]

2012년 9월 4일, 미국 항공우주국(NASA)은 오시리스-렉스 계획으로 샘플 반환 임무가 예정되어 있었고, 당시 임시 명칭 '''(101955) 1999 RQ'''으로 불리던 이 소행성의 이름을 전 세계 18세 미만의 인물로부터 공모한다고 발표했다.

2. 1. 발견 및 명명

베누는 1999년 9월 11일 링컨 근지구 소행성 탐사(LINEAR)에 의해 발견되었으며, 임시 명칭을 부여받고 근지구 소행성으로 분류되었다.[13] 1999년 9월 23일 베누가 지구에 근접했을 때 아레시보 천문대와 골드스톤 NASA 심우주 네트워크에 의해 레이더 이미징을 사용하여 광범위하게 관측되었다.

1999년 베누의 자전을 보여주는 일련의 골드스톤 레이더 이미지


베누라는 이름은 2012년 애리조나 대학교, 행성 협회, LINEAR 프로젝트가 주최한 "소행성 이름 짓기!" 공모전을 통해 선정되었다. 전 세계 수십 개국에서 8,000명 이상의 학생들이 참여했으며, 노스캐롤라이나의 3학년 학생 마이클 푸지오가 이집트 신화 속 새 베누에서 이름을 따와 제안했다. 푸지오는 확장된 TAGSAM 팔을 가진 OSIRIS-REx 우주선이 왜가리로 묘사되는 이집트 신과 닮아 보였다고 밝혔다.

2. 2. 오시리스-렉스 탐사

미국 항공우주국(NASA)의 뉴 프론티어 프로그램에 포함된 오시리스-렉스 탐사선은 2016년 9월 8일 101955 베누를 향해 발사되었다. 2018년 12월 3일, 오시리스-렉스는 2년간의 여정 끝에 베누에 도착하여 표면을 탐사하고 샘플 채취를 준비했다.

2020년 10월, 오시리스-렉스가 나이팅게일 샘플 부지에 착륙하여 샘플을 채취하는 모습


2021년 4월 7일 마지막 비행을 마친 오시리스-렉스는 2021년 5월 10일 베누를 출발했다.[98][12] 2023년 9월 24일, 오시리스-렉스는 낙하산 캡슐을 통해 샘플을 유타주 지표면에 성공적으로 전달했다.[7]

2023년 12월 13일, 추가 연구를 통해 반환된 샘플에서 유기 분자와 미지의 물질이 발견되었다.[100][101] 2024년 1월 11일, NASA는 베누 샘플이 담긴 용기를 완전히 개봉했으며, 총 121.6g의 물질을 회수하여 임무 목표를 초과 달성했다고 발표했다.[102][103][104][105] 2024년 5월 15일, 샘플에 대한 예비 분석 연구 개요가 보고되었다.[106]

2. 2. 1. 소행성 착륙 및 샘플 채취

2018년 12월 3일, 오시리스-렉스가 2년간의 여정 끝에 2019년 6월 18일 베누에 근접, 베누 표면 지도를 작성하고 질량 측정을 위해 궤도를 순환하며 600m 거리에서 표면 사진을 촬영했다.

2020년 10월 20일 오시리스-렉스는 베누 샘플 채취에 성공했고, 2023년 9월 23일 샘플이 담긴 캡슐이 지구로 귀환했다.[134][135][136] 캡슐은 텍사스주 휴스턴 존슨 우주 센터의 밀폐 챔버로 옮겨져 덮개가 개방되었다. 과학자들은 "OSIRIS-REx 과학 용기의 항공전자공학 데크에서 검은색 먼지와 잔해를 발견했다"고 발표했으며, 추가 연구가 계획되어 있다. 샘플 연구 결과는 2023년 10월 11일 기자회견에서 발표될 예정이다.[137]

2019년 12월 12일, 1년간의 베누 표면 지도 제작 후, 목표 지역이 발표되었다. '나이팅게일'로 명명된 이 지역은 베누 북극 근처, 큰 크레이터 안의 작은 크레이터 내에 위치한다. '오스프리'는 백업 표본 채취 지역으로 선정되었다.[84]

OSIRIS-REx 최종 후보 표본 채취 지역


베누 표면 확대 이미지


OSIRIS-REx 최종 후보 표본 채취 지역 4곳[83]
이름위치설명
나이팅게일56°N 43°E색상 변화가 크고 미세 입자가 풍부한 지역. 주요 표본 채취 지역.[84]
킹피셔11°N 56°E4곳 중 가장 높은 수분 신호를 보이는 비교적 새로운 크레이터.
오스프리11°N 80°E다양한 암석이 있는 낮은 알베도 패치에 위치. 백업 표본 채취 지역.[84]
샌드파이퍼47°S 322°E젊은 크레이터 두 개 사이에 위치하며, 거친 지형에 위치. 광물 밝기가 다양하고 수화된 광물 흔적 존재.



2020년 10월 20일, 오시리스-렉스는 '나이팅게일' 지점에서 샘플 채취를 시도했으며, 2020년 10월 21일 미국 항공 우주국(NASA)는 채취 성공을 발표했다.

3. 물리적 특징

2018년 12월 OSIRIS-REx가 촬영한 베누의 회전 애니메이션


2007년 스피처 우주 망원경 관측 결과 베누의 유효 직경은 이며, 시각적 기하학적 알베도는 로 낮다. 열 관성은 각 회전 주기 동안 약 19% 변화하는 것으로 나타났다. 과학자들은 이를 바탕으로 수 밀리미터에서 1센티미터 크기의 레골리스 입자가 균일하게 분포되어 있다고 추정했으나, 이는 OSIRIS-REx의 고해상도 데이터에 의해 표면이 훨씬 더 거칠다는 사실이 밝혀지면서 잘못된 추정으로 드러났다. 베누 주변에서 먼지 코마는 발견되지 않았으며, 이는 반경 4750km 이내에 106 g의 먼지 한계를 설정한다.

1999년과 2013년 사이의 천체 측정 관측 결과, 베누는 야르콥스키 효과의 영향을 받아 궤도의 장반경이 평균 미터/년 이동하는 것으로 나타났다. 중력 및 열 효과 분석 결과 벌크 밀도는 ρ = kg/m3로, 물보다 약간 밀도가 높다. 따라서 예상되는 매크로 기공률은 %로, 내부 구조는 파편 더미 구조이거나 빈 공간이 있을 수 있음을 시사한다.[17] 추정 질량은 이다.[2]

베누는 활성 소행성으로,[57][58][59][60] 가끔씩 10cm 크기의 입자(수십 마이크로미터 크기의 먼지는 아님)[63][64][65][66]와 암석 플룸을 방출한다.[61][62] 과학자들은 이러한 방출이 열적 파괴, 엽규산염 탈수에 의한 휘발성 물질 방출, 지하수 웅덩이,[51] 또는 유성체 충돌에 의해 발생할 수 있다고 추정한다.[64]

OSIRIS-REx 도착 전, 베누는 혜성 헤일-밥 및 3200 파에톤과 유사한 편광을 보였으며, 이는 암석 혜성의 특징이다. 베누, 파에톤, 비활성 맨크스 혜성[67]은 활성 소행성의 예시이다.[68][69][59] 특히 푸른색을 띠는 B형 소행성인 베누는 류구와 유사하지만, 초기 단계의 휴면 혜성일 수 있다.[74] 만약 IAU가 베누를 이중 지위 천체로 선언한다면, 혜성 명칭은 P/ (LINEAR)가 될 것이다.[75]

IAU가 명명한 베누의 표면 특징 위치 지도


IAU가 공식 명명한 베누의 표면 특징 목록[85]
이름명명 유래위치
Aellopus Saxum그리스 신화의 반인반조 하르피 자매 중 하나인 Aello25.44°N 335.67°E
Aetos Saxum그리스 신화에서 신 제우스의 어린 시절 놀이 친구였으며 독수리로 변한 Aetos3.46°N 150.36°E
Amihan Saxum필리핀 신화의 새 신인 Amihan17.96°S 256.51°E
Benben Saxum이집트 신화에서 원초의 물 누에서 솟아오른 Benben45.86°S 127.59°E
Boobrie Saxum스코틀랜드 신화에서 거대한 물새 모습을 취하는 변신 존재인 Boobrie48.08°N 214.28°E
Camulatz Saxum마야 신화에서 Kiche 창조 신화에 나오는 네 마리 새 중 하나인 Camulatz10.26°S 259.65°E
Celaeno Saxum그리스 신화에서 반인반조 하르피 자매 중 하나인 Celaeno18.42°N 335.23°E
Ciinkwia Saxum거대한 독수리처럼 보이는 알곤킨 신화의 천둥 존재인 Ciinkwia4.97°S 249.47°E
Dodo Saxum이상한 나라의 앨리스에 나오는 도도새 캐릭터인 Dodo32.68°S 64.42°E
Gamayun Saxum슬라브 신화의 예언적 새인 Gamajun9.86°N 105.45°E
Gargoyle Saxum날개 달린 용과 같은 괴물인 가고일4.59°N 92.48°E
Gullinkambi Saxum발할라에 사는 노르드 신화의 수탉인 Gullinkambi18.53°N 17.96°E
Huginn Saxum노르드 신화에서 신 오딘을 따르는 두 마리 까마귀 중 하나인 Huginn29.77°S 43.25°E
Kongamato SaxumKaonde 신화에 나오는 거대한 비행체인 Kongamato5.03°N 66.31°E
Muninn Saxum노르드 신화에서 신 오딘을 따르는 두 마리 까마귀 중 하나인 Muninn29.34°S 48.68°E
Ocypete Saxum그리스 신화에서 반인반조 하르피 자매 중 하나인 Ocypete25.09°N 328.25°E
Odette Saxum백조의 호수에서 백조로 변하는 공주인 Odette44.86°S 291.08°E
Odile Saxum백조의 호수에 나오는 흑조인 Odile42.74°S 294.08°E
Pouakai Saxum마오리 신화의 괴물 새인 Poukai40.45°S 166.75°E
Roc Saxum아랍 신화의 거대한 맹금인 Roc23.46°S 25.36°E
Simurgh Saxum이란 신화에서 모든 지식을 가진 자비로운 새인 Simurgh25.32°S 4.05°E
Strix Saxum고전 신화의 불길한 징조의 새인 Strix13.40°N 88.26°E
Thorondor Saxum톨킨의 중간계에 나오는 독수리 왕인 Thorondor47.94°S 45.10°E
Tlanuwa Regio체로키 신화의 거대한 새인 Tlanuwa37.86°S 261.70°E


3. 1. 형태 및 크기

베누는 대략 구형으로, 팽이와 비슷한 모양을 하고 있다. 베누의 자전축은 궤도에 대해 178° 기울어져 있으며, 자전축에 대한 회전 방향은 궤도와 관련하여 역행한다.[2] 베누의 적도에는 뚜렷한 능선이 있는데, 이는 미세한 레골리스 입자가 이 지역에 축적되었기 때문으로 추정된다. 이는 낮은 중력과 빠른 자전(약 4.3시간마다 1회) 때문일 것이다.

스피처 우주 망원경 관측 결과 유효 직경은 로, 다른 연구 결과와 일치한다. 아레시보 천문대의 천체 레이더와 골드스톤의 심우주 네트워크에 의한 관측으로는 평균 직경은 560m 정도로 추정되었다.[124][125][126] OSIRIS-REx 탐사선에 의한 관측 및 일본 탐사선 하야부사 2가 탐사한 소행성 류구와의 비교 결과, 베누의 직경은 류구의 약 절반, 부피는 약 1/8로 작다.[129]

3. 2. 자전 및 표면 특징

베누는 대략 구형으로, 팽이와 비슷한 모양을 하고 있다. 베누의 자전축은 궤도에 대해 178° 기울어져 있으며, 자전 방향은 역행한다.[2] 초기 지상 기반 레이더 관측에서는 베누가 표면에 의 두드러진 바위 하나를 가진 비교적 매끄러운 모양을 하고 있다고 나타났지만, OSIRIS-REx가 얻은 고해상도 데이터에 따르면 표면은 훨씬 더 거칠고 표면에 보다 큰 바위가 200개 이상 있으며, 가장 큰 바위는 에 달한다.[2] 바위에는 소행성 형성 전에 더 큰 모체에서 뜨거운 물의 통로로 인해 형성된 것으로 추정되는 높은 알베도 탄산염 광물의 맥이 들어있다.[15][16] 이 맥은 너비가 3~15센티미터이고 길이가 1미터가 넘을 수 있으며, 운석에서 볼 수 있는 탄산염 맥보다 훨씬 크다.[16]

베누의 적도에는 뚜렷한 능선이 있다. 이 능선의 존재는 미세한 레골리스 입자가 이 지역에 축적되었음을 시사하며, 이는 아마도 낮은 중력과 빠른 자전(약 4.3시간마다 1회) 때문일 것이다. OSIRIS-REx 우주선의 관측 결과 베누는 시간이 지남에 따라 더 빠르게 자전하고 있는 것으로 나타났다.[76] 베누의 이러한 회전 변화는 야르콥스키-오키프-라지예프스키-패덕 효과에 의해 발생한다.[76] 베누가 햇빛 속에서 회전하면서 표면에서 열 복사가 불균등하게 방출되기 때문에 베누의 회전 주기는 약 100년마다 1초씩 감소한다.[76]

3. 3. 구성 성분

OSIRIS-REx의 관측 이전, 분광학적 분석 결과 베누는 CI 콘드라이트 및 CM 콘드라이트 탄소질 콘드라이트 운석과 유사한 성분을 가진 것으로 나타났다.[18][19][20] 여기에는 탄소질 콘드라이트 광물인 자철석이 포함된다.[48][21][22] 자철석은 물 생성물이자 녹의 일종으로, 분광학적으로 두드러지며[47][23] 열에 의해 파괴되지만,[26] OSIRIS-REx 연구진을 포함한 천문학자들에게 중요한 지표로 활용된다.[27][28][29][30] 베누는 B형 소행성으로 분류되며, 이는 탄소질 소행성의 하위 범주이다. 편광 관측에 따르면 베누는 탄소질 소행성 중에서도 희귀한 F형 소행성에 속하며, 이는 일반적으로 혜성 특징과 관련이 있다.

베누의 바위에는 소행성 형성 이전, 더 큰 모체에서 뜨거운 물이 통과하면서 형성된 것으로 추정되는 높은 알베도의 탄산염 광물 맥이 존재한다.[15][16] 이 맥은 너비 3~15cm, 길이 1m 이상으로, 운석에서 발견되는 탄산염 맥보다 훨씬 크다.[16]

존슨 우주 센터(NASA)와 여러 대학의 샘플 시설은 물과 유기 화합물이 풍부할 것으로 예상되는 샘플을 확보, 연구 및 보관할 준비를 하고 있다.[53][54][55]

독일 항공우주 센터(DLR)의 SAL(샘플 분석 연구소)은 류구, 베누 및 기타 무공기 천체에서 채취한 우주화학적 물을 수령할 준비를 완료했다.[56]

3. 3. 1. 물의 존재

OSIRIS-REx의 예비 분광학적 조사를 통해 소행성 표면에서 엽상 규산염이 지배적인 자철광과 유성체-소행성 연관성이 확인되었다.[36][37][38][39][40][41] 엽상 규산염은 다른 물질과 함께 물을 함유하고 있다.[42][43][44]

베누의 물 스펙트럼은 접근 시에 감지되었고,[37][45] 외부 과학자들의 검토를 거쳐,[46][47] 궤도에서 확인되었다.[48][49][50][51]

OSIRIS-REx의 관측 결과, 단일 형태로 약 7억kg의 물이 있다는 보수적인 추정이 나왔다. 이는 약 1 wt.%의 물 함량이며, 잠재적으로 훨씬 더 많을 수 있다. 베누의 표토 아래에 일시적인 물 웅덩이가 있을 수 있음을 시사한다. 표면의 물은 수집된 샘플에서 손실될 수 있지만, 샘플 반환 캡슐이 낮은 온도를 유지하면 가장 큰 (센티미터 크기) 조각에 측정 가능한 양의 흡착된 물과 베누의 암모늄 화합물의 일부가 포함될 수 있다.[51] 물 저장의 다른 형태를 포함한 별도의 추정치는 6.2 wt%이다.[52]

단테 로레타는 OSIRIS-REx 수석 연구원으로, "베누는 물이 풍부한 대상으로 보이며, 물은 소행성에서 채굴할 수 있는 가장 흥미롭고 아마도 가장 수익성 있는 상품"이라고 말했다.[31][32][33] 또한, OSIRIS-REx가 접근 중일 때 이미 베누가 물이 풍부하다는 점을 감지할 수 있었다고 밝혔다.[34][35]

3. 4. 밀도 및 내부 구조

1999년과 2013년 사이의 천체 측정 관측에 따르면 101955 베누는 야르콥스키 효과의 영향을 받아 궤도의 장반경이 평균  미터/년 이동한다. 중력 및 열 효과 분석 결과 벌크 밀도는 ρ =  kg/m3로, 물보다 약간 더 밀도가 높다. 따라서 예상되는 매크로 기공률은 %로, 내부 구조가 파편 더미 구조이거나 심지어 빈 공간이 있음을 시사한다.[17] 추정 질량은 이다.[2]

4. 궤도 및 지구 충돌 가능성

태양 주위를 도는 베누와 내부 행성의 궤도 다이어그램


베누는 지름이 약 500m인 소행성으로, 평균적으로 약 13만 년마다 지구와 충돌할 가능성이 있는 것으로 예상된다.

소행성 지름별 피해 수준은 다음 표와 같다.

소행성 지름별 피해 수준
소행성 지름10m30m100m300m1km10km
TNT 폭발력0.1Mt2메가톤80메가톤200메가톤8만메가톤8천만메가톤
피해 수준창문 파괴나무 파괴1km 충돌구 형성5km 충돌구, 쓰나미 발생유럽 대륙 전체 초토화지구를 지배하던 종의 멸종



안드레아 밀라니 등은 2010년 연구에서 2169년에서 2199년 사이에 베누가 지구와 충돌할 가능성이 있는 8가지 시나리오를 예측했다. 당시 베누의 물리적 특성이 자세히 알려지지 않아 정확한 예측은 어려웠지만, 모든 시나리오에서 충돌 확률은 0.071%를 넘지 않았다. 이후 추가 관측을 통해 2014년에는 2175년부터 2196년까지 0.037%의 누적 충돌 확률이 추정되었으며, 이는 팔레르모 척도에서 -1.71에 해당한다.

만약 충돌이 발생한다면, 예상되는 운동 에너지는 TNT 환산량으로 1,200메가톤이 될 것이다. 이는 차르 봄바(약 54메가톤)보다 훨씬 강력하며,[1] 퉁구스카 폭발(3~30메가톤)과 비교해도 매우 강력한 수준이다.[92][93]

2021년 궤도 계산 결과, 가상 충돌 지점은 2200년부터 2300년까지로 연장되었고, 팔레르모 척도 누적 점수는 -1.42로 약간 증가했다. 이 계산에는 소행성대 전체 질량의 약 90%를 차지하는 343개 소행성의 중력 효과가 포함되었다.[1] 같은 해, 오시리스-렉스 탐사선의 관측 데이터를 기반으로 2300년까지 베누가 지구에 충돌할 확률은 1750분의 1이라는 연구 결과가 발표되었다.

4. 1. 궤도 및 근접 통과

베누는 의 주기로 태양을 공전한다. 지구는 9월 23일부터 25일경 베누의 궤도에서 약 480,000 km (0.0032 au)까지 접근한다. 1999년 9월 22일 베누는 지구에서 0.0147 au 떨어진 지점을 통과했고, 6년 후인 2005년 9월 20일에는 지구에서 0.033 au 떨어진 지점을 통과했다. 0.04 au 미만의 다음 근접 접근은 2054년 9월 30일, 그리고 2060년 9월 23일에 발생하며, 이로 인해 궤도가 약간 변화할 것이다. 1999년의 근접 접근과 2060년의 근접 접근 사이에서 지구는 61번, 베누는 51번 공전을 완료한다. 2135년 9월 25일에는 약 0.0014 au 거리에서 더욱 가까운 접근이 발생할 것이다(표 참조). 2060년과 2135년 접근 사이의 75년 동안 베누는 64번 공전을 완료하며, 이는 궤도 주기가 로 변경될 것임을 의미한다. 2135년 지구 접근은 궤도 주기를 약 로 증가시킬 것이다.

0.05AU 미만의 베누 근접 접근
위치 불확실성과 증가하는 발산
날짜JPL SBDB
공칭 지구 중심
거리 (AU)		불확실성
영역
(3-시그마)
2054-09-30±7 km
2060-09-23±5 km
2080-09-22±3천 km
2135-09-25±20천 km
(가상 충돌체)
2182-09-24		≈ (중력 시뮬레이터)[91]
(NEODyS)		±3억 7천만 km



베누는 2060년 9월 23일에 지구에서 떨어진 거리를 지나갈 것이며, 비교를 위해 달의 평균 궤도 거리(''달 거리)''는 이고, 50년 동안 384,404 km로만 변경될 것이다. 베누는 일반적인 쌍안경으로는 볼 수 없을 정도로 희미할 것이다. 2060년 근접 통과는 2135년 근접 통과의 차이를 유발한다. 2135년 9월 25일에 지구 접근 거리는 ±2만 km이다.

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4. 2. 지구 충돌 가능성

101955 베누는 지름이 약 500m인 소행성으로, 평균적으로 약 13만 년마다 지구와 충돌할 가능성이 있는 것으로 예상된다.

소행성 지름별 피해 수준은 다음 표와 같다.

소행성 지름별 피해 수준
소행성 지름10m30m100m300m1km10km
TNT 폭발력0.1Mt2메가톤80메가톤200메가톤8만메가톤8천만메가톤
피해 수준창문 파괴나무 파괴1km충돌구 형성5km 충돌구, 쓰나미 발생유럽 대륙 전체 초토화지구를 지배하던 종의 멸종



안드레아 밀라니 등은 2010년 연구에서 2169년에서 2199년 사이에 베누가 지구와 충돌할 가능성이 있는 8가지 시나리오를 예측했다. 당시 벤누의 물리적 특성이 자세히 알려지지 않아 정확한 예측은 어려웠지만, 모든 시나리오에서 충돌 확률은 0.071%를 넘지 않았다. 이후 추가 관측을 통해 2014년에는 2175년부터 2196년까지 0.037%의 누적 충돌 확률이 추정되었다. 이는 팔레르모 척도에서 -1.71에 해당한다.

2021년 궤도 계산 결과, 가상 충돌 지점은 2200년부터 2300년까지로 연장되었고, 팔레르모 척도 누적 점수는 -1.42로 약간 증가했다. 이 계산에는 소행성대 전체 질량의 약 90%를 차지하는 343개 소행성의 중력 효과가 포함되었다.[1]

2021년 8월, 오시리스-렉스 탐사선의 관측 데이터를 기반으로 2300년까지 베누가 지구에 충돌할 확률은 1750분의 1이라는 연구 결과가 발표되었다. 가장 위협적인 가상 충돌은 2182년 9월 24일로, 충돌 확률은 2,700분의 1이다. 그 외에도 2187년(1:14,000)과 2192년(1:26,000)에도 충돌 위험이 존재한다. 2178년과 2290년 사이의 누적 충돌 확률은 1,800분의 1이다.

만약 충돌이 발생한다면, 예상되는 운동 에너지는 TNT 환산량으로 1,200메가톤이 될 것이다. 이는 차르 봄바(약 54메가톤)보다 훨씬 강력하며,[1] 퉁구스카 폭발(3~30메가톤)과 비교해도 매우 강력한 수준이다.[92][93]

4. 2. 1. 2135년 근접 통과와 2182년 충돌 시나리오

101955 Bennu영어는 2135년에 지구에 매우 가까이 접근할 것으로 예상된다. 2135년의 근접 통과는 중력 열쇠구멍 통과 여부에 따라 2182년의 충돌 가능성에 큰 영향을 미친다.[94]

2060년 9월 23일, 베누는 지구에서 0.005au 떨어진 거리를 지나갈 것이다. 이는 달의 평균 궤도 거리(''달 거리'')보다 약간 먼 거리이다. 이때 베누는 쌍안경으로도 관측하기 어려울 정도로 어둡다.

2135년 9월 25일, 베누는 지구에 0.00136au ±2만 km 거리까지 접근할 예정이다. 이때 지구와 충돌할 가능성은 없지만, 이 접근으로 인해 베누의 궤도가 변경되어, 미래에 충돌 시나리오를 유발할 수 있는 중력 열쇠구멍을 통과할 가능성이 생긴다. 열쇠구멍은 폭이 20km 미만으로 매우 좁으며, 일부는 폭이 5m에 불과하다.[94]

2182년 9월 24일 화요일은 가장 위협적인 가상 충돌 시나리오로, 충돌 확률은 2,700분의 1이다. 2182년에 충돌하려면 베누가 2135년에 약 5km 너비의 키홀을 통과해야 한다.[94] 그 외에도 2187년(1:14,000)과 2192년(1:26,000)에도 충돌 위험이 있다. 2178년과 2290년 사이의 누적 충돌 확률은 1,800분의 1이다.

2021년 8월, 오시리스-렉스의 관측 데이터를 기반으로 한 연구 결과에 따르면, 2300년까지 베누가 지구에 충돌할 확률은 1750분의 1로, 2014년 연구 결과(2700분의 1)보다 높아졌다. 이는 2135년 근접 통과 시 지구와의 거리가 더 정밀하게 계산되었고, 태양계 행성과 300개 이상 소행성의 중력 영향을 고려한 결과이다.

만약 충돌이 발생한다면, 예상되는 운동 에너지는 TNT 환산량으로 1,200메가톤에 달할 것이다. 이는 차르 봄바(약 54메가톤)[1]나 퉁구스카 폭발(3~30메가톤)[92][93]보다 훨씬 강력한 수준이다.

4. 2. 2. 장기적인 궤도 안정성

Lauretta et al.영어 (2015)의 컴퓨터 시뮬레이션 연구에 따르면, 101955 베누는 다른 천체와의 충돌 등으로 파괴될 가능성이 더 높은 것으로 나타났다. 베누의 궤도는 본질적으로 역학적으로 불안정하며, 연구진은 수성부터 해왕성까지 행성들의 중력 섭동을 포함하여 300 Myr 동안 1,000개의 가상 "베누"를 추적했다. 그 결과 베누가 태양에 충돌할 확률은 48%로 가장 높았다. 베누가 목성과 근접 조우 후 태양계 내부에서 튕겨 나갈 확률은 10%였다. 행성과 충돌할 확률은 금성(26%), 지구(10%), 수성(3%) 순이었다. 베누가 화성과 충돌할 확률은 0.8%, 목성과 충돌할 확률은 0.2%였다.

5. 기원과 진화

베누는 탄소를 함유하고 있으며, 원래 훨씬 더 큰 모체인 소행성 또는 원시 행성이 파괴되면서 생겨났다. 베누의 암석에 대한 충돌 흔적은 베누가 100만~250만 년 동안 지구 근접 천체 궤도(주 소행성대에서 분리됨)에 있었음을 나타낸다.[88]

이후 궤도는 야르코프스키 효과와 궤도 공명과 같은 목성 및 토성과 같은 거대 행성과의 공명으로 인해 이동했다. 야르코프스키 효과와 결합된 행성과의 다양한 상호 작용은 소행성을 변형시켜, 스핀, 모양 및 표면 특징을 변경했을 수 있다.

Cellino et al.은 베누의 분광학적 특성이 알려진 혜성과 유사하다는 점을 근거로 베누의 혜성 기원을 제시했다. 지구 근접 천체 집단에서 혜성이 차지하는 추정 비율은 8% ± 5%이다. 여기에는 발견되었고 여전히 소행성 명명법으로 번호가 매겨진 암석 혜성 3200 파에톤이 포함된다.[89][90]

5. 1. 모체 소행성 파괴

베누는 탄소를 함유하고 있으며, 원래 훨씬 더 큰 모체인 소행성 또는 원시 행성이 파괴되면서 생겨났다. 베누를 구성하는 광물과 원자의 기원은 적색 거성과 초신성과 같은 죽어가는 별에서 찾아볼 수 있다.[86] 강착 이론에 따르면, 이 물질은 45억 년 전 태양계 형성 과정에서 뭉쳐졌다.

베누의 기본적인 광물학과 화학적 특성은 태양계 형성 초기 1,000만 년 동안 확립되었을 것이며, 이 기간 동안 탄소질 물질은 더 큰 소행성 또는 필요한 압력, 열 및 광물 수화를 생성할 수 있는 원시 행성 내부에서 어느 정도 지질학적 가열과 화학적 변환을 거쳐 더 복잡한 광물로 변환되었다. 베누는 직경 100km의 더 큰 천체의 파편으로서 아마도 소행성대 내부에서 시작되었을 것이다.[87]

5. 2. 궤도 이동

베누의 기본적인 광물학과 화학적 특성은 태양계 형성 초기 1,000만 년 동안 확립되었으며, 이 기간 동안 탄소질 물질은 더 큰 소행성 또는 필요한 압력, 열 및 광물 수화 (필요한 경우)를 생성할 수 있는 원시 행성 내부에서 어느 정도 지질학적 가열과 화학적 변환을 거쳐 더 복잡한 광물로 변환되었다. 베누는 직경 100km의 더 큰 천체의 파편으로서 아마도 소행성대 내부에서 시작되었을 것이다.[87] 시뮬레이션에 따르면 Polana family에서 기원했을 확률이 70%, Eulalia family에서 기원했을 확률이 30%이다.

이후 궤도는 야르코프스키 효과와 궤도 공명과 같은 목성 및 토성과 같은 거대 행성과의 공명으로 인해 이동했다. 야르코프스키 효과와 결합된 행성과의 다양한 상호 작용은 소행성을 변형시켜, 스핀, 모양 및 표면 특징을 변경했을 수 있다. 베누의 암석에 대한 충돌 흔적은 베누가 100만~250만 년 동안 지구 근접 천체 궤도(주 소행성대에서 분리됨)에 있었음을 나타낸다.[88]

6. 탐사

미국 항공우주국(NASA)의 뉴 프론티어 프로그램의 일환으로, OSIRIS-REx 미션이 2016년 9월 8일 101955 베누를 향해 발사되었다. 이 우주선은 2018년 12월 3일 소행성 베누에 도착하여 탐사를 시작했다.[95] 2020년 10월 20일에는 소행성에서 샘플을 채취했다.[7]

2021년 4월 7일, OSIRIS-REx는 소행성에 대한 마지막 비행을 완료하고 천천히 멀어지기 시작했으며,[98] 2021년 5월 10일 소행성 샘플을 가지고 지구로 출발했다.[12] 2023년 9월 24일 유타주에 샘플을 반환했다.[7]

OSIRIS-REx는 레이저 고도계 등을 이용하여 베누의 상세한 형상 등을 조사했다. 베누는 아레시보 천문대와 골드스톤의 심우주 네트워크에 의해 상세히 관측되었으며, 평균 직경은 약 560m로 추정되었다.[124][125][126] OSIRIS-REx의 촬영 결과, 베누는 적도 부근이 부풀어 오른 외관을 가지고 있으며, 이는 소행성 류구와 유사한 형태이다.[129] 베누의 직경은 류구의 약 절반, 부피는 약 1/8로 작다.

6. 1. OSIRIS-REx

오시리스-렉스는 미국 항공우주국(NASA)의 뉴 프론티어 프로그램 미션으로, 2016년 9월 8일 101955 베누를 향해 발사되었다. 2년간의 비행 끝에 2018년 12월 3일 베누에 도착했으며,[95] 일주일 후 미국 지구물리학 연합 가을 회의에서 소행성 표면에서 광물 수화의 분광학적 증거를 발견, 베누의 모체에 액체 물이 존재했음을 시사한다고 발표했다.[96][2]

2019년 6월 18일, 탐사선은 베누에 근접하여 표면 지도를 작성하고, 질량 측정을 위해 궤도를 순환하며 600m 거리에서 표면 사진을 촬영했다. 2020년 10월 20일에는 "포고 스틱" 방식으로 소행성에 접촉하여 샘플 채취에 성공했다.[7]

2021년 4월 7일, OSIRIS-REx는 소행성에 대한 마지막 비행을 완료하고 천천히 멀어지기 시작했으며,[98] 5월 10일에는 소행성 샘플을 보관한 채 출발했다.[12] 2023년 9월 24일, 유타주의 지구 표면에 샘플을 반환했다.[7]

샘플 용기는 텍사스주 휴스턴의 존슨 우주 센터의 밀폐된 챔버로 옮겨졌으며, 초기 개봉 시 "OSIRIS-REx 과학 캐니스터의 항공 전자 장치 갑판에서 검은 먼지와 파편을 발견했다"고 언급되었다.[99] 이후 추가 연구를 통해 유기 분자뿐만 아니라 구성과 성분에 대한 추가 연구가 필요한 알려지지 않은 물질이 발견되었다.[100][101] 2024년 1월 11일, NASA는 베누 소행성에서 가져온 샘플이 담긴 회수된 용기를 완전히 열었다고 발표했다.[102][103][104] 회수된 물질의 총 무게는 121.6g으로, 임무 목표의 두 배 이상이었다.[105]

OSIRIS-REx 선정 위원회는 지구와의 근접성, 궤도 특성, 레골리스 존재 가능성, 탄소 물질 포함 가능성 등 여러 기준을 고려하여 50만 개가 넘는 소행성 중에서 베누를 선택했다. 베누는 잠재적으로 위험한 궤도를 가지고 있어 선정에 영향을 미쳤다.

베누는 아레시보 천문대와 골드스톤의 심우주 네트워크를 통해 상세히 관측되었으며, 평균 직경은 약 560m로 추정되었다.[124][125][126] 오시리스-렉스의 촬영 결과, 베누는 적도 부근이 부풀어 오른 외관을 가지고 있으며, 이는 소행성 류구와 유사한 형태이다.

6. 1. 1. 샘플 분석 결과

오시리스-렉스는 2023년 9월에 베누에서 약 120g의 물질을 지구로 가져왔다. 반환된 물질은 주로 매우 어둡고, 베누 표면 관측과 일치하는 반사율 값을 나타내지만, 밝은 포함물과 입자를 일부 포함하고 있다. 샘플 내 입자 크기는 서브마이크론 먼지에서 길이 약 3.5cm에 달하는 암석까지 다양하다. 광물학적 분석 결과, 샘플은 수화 광물, 특히 Mg가 풍부한 엽상 규산염이 풍부하며, 원격 감지 데이터의 예측과 일치한다. 다른 주요 성분으로는 자철광, 황화물, 탄산염 및 유기 화합물이 있다. 예상치 못한 발견은 일부 샘플에서 인산염 광물의 존재였으며, 여기에는 일부 입자에서 맥과 껍질로 발견되는 Mg, Na가 풍부한 인산염이 포함되었다.[107]



베누 샘플의 원소 조성은 CI 콘드라이트 운석의 조성과 매우 유사하다. 그러나 베누 물질은 몇 가지 뚜렷한 동위원소 비를 보인다. 평균 산소 동위원소 조성은 베누를 CI 및 CY 콘드라이트, 그리고 소행성 류구의 샘플과 동일한 산소 삼중 동위원소 공간 영역에 위치시킨다. 샘플의 탄소 함량(4.5–4.7 wt%)은 알려진 운석과 류구 샘플에서 발견되는 것보다 높다. 샘플에 태양 전 입자의 존재는 일부 물질이 태양계 형성 이후 거의 처리되지 않은 상태로 남아 있음을 나타낸다. 태양 전 탄화 규소와 흑연의 풍부도는 각각 및 으로 확인되었으며, 이는 가열되지 않은 콘드라이트 샘플과 유사하다.[107]

샘플은 베누 표면의 최소 두 가지 다른 암상에서 유래한다는 증거가 있다. 세 가지 주요 유형의 입자가 확인되었다: 둔덕형, 각형 및 얼룩덜룩형. 이들은 뚜렷한 밀도를 보이며, 둔덕형 입자는 가장 낮은 평균 밀도()를, 얼룩덜룩형 입자는 가장 높은 밀도()를 나타낸다. 샘플의 스펙트럼 분석 결과 베누의 전반적인 스펙트럼과 비교하여 0.4~2.5 μm에서 더 붉은 기울기가 나타났으며, 이는 샘플링된 물질과 소행성 표면 사이의 입자 크기, 표면 질감 또는 우주 풍화의 차이를 나타낼 수 있다.[107]

7. 문화적 의의

"베누"라는 이름은 애리조나 대학교, 행성 협회, LINEAR 프로젝트가 주최한 "소행성 이름 짓기!" 공모전을 통해 선정되었다. 노스캐롤라이나의 3학년 학생 마이클 푸지오가 이집트 신화 속 새 베누에서 이름을 따와 제안했는데, TAGSAM 팔을 가진 OSIRIS-REx 우주선이 이집트 신화에서 왜가리로 묘사되는 베누와 닮았다고 생각했기 때문이다.

2012년 9월 4일, 미국 항공우주국(NASA)은 오시리스-렉스 계획으로 샘플 반환 임무가 예정되어 있던 이 소행성(당시 임시 명칭 ''')의 이름을 전 세계 18세 미만에게 공모한다고 발표했다. 마감일은 2012년 12월 31일까지였다. 2013년 5월 1일, 국제천문연맹은 미국 노스캐롤라이나주에 거주하는 9세(당시) 마이클 푸지오가 제안한 벤누(Bennu)를 승인했다. 벤누는 이집트 신화에 등장하는 불사조로, 오시리스의 영혼으로 여겨지기도 한다.

2019년 8월, NASA는 이집트에 서식하는 새의 이름을 따서 4개의 착륙 및 샘플 채취 후보 지점을 "Nightingale (솔새)", "Kingfisher (물총새)", "Osprey (물수리)", "Sandpiper (갯벌도요)"로 명명했다. 2020년 10월 20일, Nightingale에서 샘플 채취가 실시되었다.

7. 1. 명명 규칙

이 소행성의 지형은 신화 속의 새와 새와 같은 존재들의 이름을 따서 명명될 것이다.[14] 2019년 8월, 국제천문연맹의 행성계 명명법 워킹 그룹(WGPSN)은 베누의 지형에 "전설 속의 새 또는 새와 유사한 생물"의 이름을 붙이겠다는 NASA의 제안을 승인했다.

베누의 지역 이름은 신화 속 새에서 유래했다.

지명유래
트라누와 지역(Tlanuwa Regio)트라누와



베누의 암괴 이름은 대부분 신화나 허구 속의 새, 또는 새와 유사한 생물에서 유래한다.

지명유래
아엘로푸스 암괴(Aellopus Saxum)아엘로의 별명
아에토스 암괴(Aetos Saxum)아에토스
아미한 암괴(Amihan Saxum)아미한
벤벤 암괴(Benben Saxum)벤벤
부브리에 암괴(Boobrie Saxum)부브리에
카무라토즈 암괴(Camulatz Saxum)카무라토즈
케라에노 암괴(Celaeno Saxum)케라에노
키잉크위아 암괴(Ciinkwia Saxum)키잉크위아
도도 암괴(Dodo Saxum)도도새
가마윤 암괴(Gamayun Saxum)가마윤
가고일 암괴(Gargoyle Saxum)가고일
굴린캄비 암괴(Gullinkambi Saxum)굴린캄비
후긴 암괴(Huginn Saxum)후긴
콩가마토 암괴(Kongamato Saxum)콩가마토
무닌 암괴(Muninn Saxum)무닌
오큐페테 암괴(Ocypete Saxum)오큐페테
오데트 암괴(Odette Saxum)오데트
오딜 암괴(Odile Saxum)오딜
포우카이 암괴(Pouakai Saxum)포우카이
록 암괴(Roc Saxum)록
시무르그 암괴(Simurgh Saxum)시무르그
스트릭스 암괴(Strix Saxum)스트릭스
소론도르 암괴(Thorondor Saxum)소론도르



베누의 크레이터 이름은 신화나 픽션에 등장하는 새 또는 새와 유사한 생물에서 유래했다.

지명유래
아리카토(Alicanto)아리카토
브랄가프(Bralgah)브랄가프
디네완(Dinewan)디네완
호키오이(Hokioi)호키오이
후후크(Huhuk)후후크
리리투(Lilitu)리리투
미노카와(Minokawa)미노카와
오니바크(Ohnivak)오니바크
페가수스(Pegasus)페가수스
삼파티(Sampati)삼파티
우초센(Wuchowsen)우초센
우투투(Wututu)우투투


참조

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[2] 간행물 The unexpected surface of asteroid (101955) Bennu 2019-03-19
[3] 간행물 Shape of (101955) Bennu indicative of a rubble pile with internal stiffness 2019-03-19
[4] 뉴스 NASA Launches the Osiris-Rex Spacecraft to Asteroid Bennu https://www.nytimes.[...] 2016-09-09
[5] 뉴스 The Osiris-Rex Spacecraft Begins Chasing an Asteroid https://www.nytimes.[...] 2016-09-09
[6] 웹사이트 Welcome to Bennu! https://www.syfy.com[...] 2018-12-05
[7] 뉴스 Seeking Solar System's Secrets, NASA's OSIRIS-REX Mission Touches Bennu Asteroid https://www.nytimes.[...] 2021-02-12
[8] 뉴스 Release 20-109 – NASA's OSIRIS-REx Successfully Stows Sample of Asteroid Bennu https://www.nasa.gov[...] 2020-10-30
[9] 뉴스 NASA's Asteroid Mission Packs Away Its Cargo. Next Stop: Earth. https://www.nytimes.[...] 2021-02-12
[10] 뉴스 A NASA Spacecraft Comes Home With an Asteroid Gift for Earth – The seven-year OSIRIS-REX mission ended on Sunday [9/23/2023] with the return of regolith from the asteroid Bennu, which might hold clues about the origins of our solar system and life. + comment https://www.nytimes.[...] 2023-09-25
[11] 뉴스 Bye-Bye, Bennu: NASA Heads Back to Earth With Asteroid Stash in Tow – The OSIRIS-REX mission will spend two years cruising home with space rock samples that could unlock secrets of the early solar system. https://www.nytimes.[...] 2021-05-11
[12] 뉴스 NASA spacecraft begins 2-year trip home with asteroid rubble https://www.wjhl.com[...] WJHL 2021-05-10
[13] 웹사이트 All That is Known About Bennu https://www.planetar[...] 2023-09-28
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