맨위로가기

외계물질

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

외계 물질은 지구에서 연구를 위해 얻을 수 있는 소행성, 혜성, 달, 화성 등 태양계 천체에서 기원한 물질을 의미한다. 외계 물질은 운석, 달 암석, 우주 먼지, 샘플 반환 임무를 통해 수집된 표본, 태양계 형성 이전의 입자 등으로 분류된다. 이러한 외계 물질은 원소 및 동위원소 분석, 핵 파쇄 효과 연구 등을 통해 태양계 형성 과정, 생명의 기원, 지구 물의 기원 등을 연구하는 데 활용된다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 성간매질 - 성간운
    성간운은 우주 공간의 가스와 먼지로 구성된 구름으로, 전자기파 분석을 통해 화학 조성을 파악하고 다양한 분자 지도를 만들며 유기 화합물과 우주 금속 연구에 활용된다.
  • 성간매질 - 먼지선
  • 달과학 - 달의 북극
    달의 북극은 북위 60° 이상의 지역으로, 다양한 크레이터들이 분포하며 물 얼음 탐사 및 활용 연구의 중요한 대상 지역으로 주목받고 여러 탐사 계획이 검토되고 있다.
  • 달과학 - 달의 앞면
    달의 앞면은 지구에서 보이는 달의 한쪽 면으로, 어두운 '바다' 지형이 넓게 분포하며 뒷면보다 지각이 얇고 뜨거웠던 특징으로 인해 다양한 문화권에서 신화와 전설의 배경이 되었다.
  • 우주과학 - 태양계
    태양계는 태양을 중심으로 행성, 위성, 왜행성, 소행성, 혜성 등 다양한 천체들이 중력으로 묶여 있는 항성계로, 약 46억 년 전 분자운의 붕괴로 형성되었으며 지구형 행성, 목성형 행성, 카이퍼 대, 오르트 구름 등을 포함하고 탐사를 통해 구성과 역사가 밝혀지고 있다.
  • 우주과학 - 우주의 끝을 향한 여행
    우주의 끝을 향한 여행은 빅뱅에서 시작해 지구에서 우주의 가장자리까지의 여정을 롱 테이크로 시각화한 CGI 애니메이션 다큐멘터리이다.
외계물질

2. 외계 물질의 종류

지구에서 연구되는 외계 물질은 크게 다음과 같이 분류할 수 있다.

종류설명
운석대기 진입 시 기화될 정도로 크지 않지만, 지면에 파편을 남길 정도로 작은 운석. 소행성, 카이퍼 벨트, 달, 화성 등에서 온 것으로 추정되는 표본을 포함한다.
달 암석로봇 및 유인 달 탐사 임무를 통해 지구로 가져온 암석.
우주 먼지지구, 지구 성층권 및 저궤도에서 수집된 것으로, 현재의 행성간 먼지 구름뿐만 아니라 혜성에서 온 입자도 포함될 가능성이 높다.
샘플 반환 임무를 통해 혜성, 소행성, 태양풍에서 수집된 표본현재의 성간 매질에서 온 "별 먼지 입자"가 포함된다.
태양계 이전 입자운석 및 행성간 먼지 입자에서 추출. 태양계의 형성 및 진화 이전의 입자로, 가장 순수하고 가치 있는 표본이다.


2. 1. 지구에서 수집된 물질

지구에서 연구를 위해 얻을 수 있는 외계 물질은 몇 가지 범주로 분류할 수 있다.

  • 운석: 대기 진입 시 기화될 정도로 크지 않지만, 지면에 파편을 남길 정도로 작은 운석이다. 소행성, 카이퍼 벨트, 달, 화성 등에서 온 것으로 추정되는 표본이 포함된다.
  • 달 암석: 로봇 및 유인 달 탐사 임무를 통해 지구로 가져온 암석이다.
  • 우주 먼지: 지구, 지구 성층권 및 저궤도에서 수집된 것으로, 현재의 행성간 먼지 구름뿐만 아니라 혜성에서 온 입자도 포함될 가능성이 높다.
  • 샘플 반환 임무를 통해 혜성, 소행성, 태양풍에서 수집된 표본으로, 현재의 성간 매질에서 온 "별 먼지 입자"가 포함된다.
  • 태양계 이전 입자: 운석 및 행성간 먼지 입자에서 추출된 태양계의 형성 및 진화 이전의 입자이다. 이는 가장 순수하고 가치 있는 표본이다.


지구에서 수집된 외계 물질의 예로는 우주 먼지와 운석이 있다. 지구에서 발견된 일부 운석은 달 운석,[1] 화성 운석,[2][3] 베스타에서 온 HED 운석과 같이 다른 태양계 천체에서 기원했다.[4][5] 또 다른 예로는 일본의 탄포포 미션이 저궤도에서 수집한 먼지가 있다.[6]

2019년, 연구자들은 국소성간운과 관련된 남극 대륙에서 성간 먼지를 발견했다. 남극 대륙에서 성간 먼지의 탐지는 고감도 가속 질량 분석법을 통해 방사성 핵종 Fe-60 및 Mn-53을 측정하여 이루어졌으며, 여기서 Fe-60은 최근의 초신성 기원을 나타내는 명확한 지표이다.[7]

2. 1. 1. 운석

운석은 대기 진입 시 완전히 타지 않고 지표면에 도달한 암석이다. 소행성, 카이퍼 벨트, 달, 화성 등 다양한 천체에서 유래한다. 지구에서 발견된 운석 중에는 달 운석,[1] 화성 운석,[2][3] 베스타에서 온 HED 운석 등이 있다.[4][5]

2. 1. 2. 우주 먼지

지구, 지구 성층권 및 저궤도에서 수집된 우주 먼지는 현재의 행성간 먼지 구름뿐만 아니라 혜성에서 온 입자도 포함될 가능성이 높다.[6] 일본의 탄포포 미션이 저궤도에서 수집한 먼지가 그 예이다.[6]

2. 2. 샘플 반환 임무

샘플 반환 임무는 우주 탐사선을 통해 외계 천체에서 직접 표본을 채취하여 지구로 가져오는 임무를 의미한다. 이를 통해 얻은 물질은 깨끗하고 오염되지 않은 상태로, 지구상의 오염과 대기 접촉으로부터 보호되는 특수 시설에서 보존 및 연구가 이루어진다.[13][14][15][16] 이러한 시설은 샘플의 완전성을 유지하고 잠재적인 생물학적 오염으로부터 지구를 보호하기 위해 특별히 설계되었다. 특히 과거 또는 현재 미생물 생명체가 존재했을 가능성이 있는 행성이나 위성에서 가져온 샘플은 극도로 생물학적 위험한 것으로 취급해야 한다.[17][18]

현재 달, 화성 및 화성의 위성에 대한 여러 샘플 반환 임무가 계획되어 있다 (샘플 반환 임무#임무 목록 참조).

2. 2. 1. 달 암석

로봇 및 유인 달 탐사 임무를 통해 달 암석 샘플이 수집되었다. 혜성 와일드 2(제네시스 임무)와 소행성 이토카와(하야부사 임무)는 지구로 샘플을 반환하는 로봇 우주선에 의해 방문되었으며, 태양풍 샘플 또한 로봇 제네시스 임무에 의해 반환되었다.[8][9]

2. 2. 2. 혜성, 소행성, 태양풍 샘플

샘플 반환 임무를 통해 혜성, 소행성, 태양풍에서 수집된 표본에는 현재의 성간 매질에서 온 "별 먼지 입자"가 포함된다.[8]

현재까지 혜성 와일드 2(제네시스 임무)와 소행성 이토카와(하야부사 임무)의 샘플이 지구로 반환되었으며, 태양풍 샘플 또한 제네시스 임무에 의해 반환되었다.[9]

현재 진행 중인 샘플 반환 임무로는 소행성 벤누에 대한 OSIRIS-REx[10][11]와 소행성 류구에 대한 하야부사2가 있다.[12]

3. 연구 방법

외계 물질 연구는 태양계를 형성한 과정에 대한 더 많은 통찰력을 제공하며, 지구에서 분석된 샘플은 원격 감지 결과와 비교될 수 있다.

3. 1. 원소 및 동위원소 분석

오늘날의 원소 존재량은 태양계가 형성될 당시 국지적 핵합성원과 함께 태양계가 상속받은 (진화하는) 은하 평균 원소 존재량 집합에 중첩된다.[19][20][21] 이러한 평균 행성계 원소 존재량에 대한 지식은 행성 형성 및 표면 진화와 관련된 화학적, 물리적 과정을 추적하는 데 사용되는 도구 역할을 한다.[6]

동위원소 존재량은 분석 중인 물질의 기원, 변환 및 지질학적 연령에 대한 중요한 단서를 제공한다.[22]

또한 외계 물질은 광범위한 핵 과정에 대한 정보를 담고 있다. 여기에는 예를 들어 (i) 초신성 부산물로부터의 현재는 사라진 방사성 핵종의 붕괴 (이는 우리 태양 성운의 붕괴 직전에 태양계 물질에 유입되었다)[23], (ii) 별 및 폭발성 핵합성의 생성물 (거의 희석되지 않은 형태로 태양전 입자에서 발견된다)[24] 등이 포함된다. 후자는 천문학자들에게 초기 은하수 은하의 이국적인 환경에 대한 정보를 제공하고 있다.

귀족 기체는 화학 반응을 피하고, 핵 과정의 특징을 담을 수 있는 둘 이상의 동위원소를 가지고 있으며, 단순히 가열하여 고체 물질에서 비교적 쉽게 추출할 수 있기 때문에 특히 유용하다. 결과적으로, 그들은 외계 물질 연구에서 중추적인 역할을 한다.[25]

3. 2. 핵 파쇄 효과

고에너지 입자, 예를 들어 우주선에서 발견되는 입자의 폭격을 받는 입자는 한 종류의 원자가 다른 종류로 변환되는 현상을 경험한다. 이러한 스팔레이션 효과는 시료의 미량 원소 동위원소 조성을 변화시킬 수 있으며, 이를 통해 연구자들은 우주에서의 노출 성격을 추론할 수 있다.

이러한 기술은 예를 들어 운석의 모체(주요 충돌과 같은)의 지구 이전 역사에서 해당 운석의 물질의 우주 노출을 극적으로 변화시킨 사건을 찾아내고 (날짜를 결정하기 위해) 사용하는 데 사용되었다. 예를 들어, 머치슨 운석은 1967년 호주에 떨어졌지만, 그 모체는 약 80만 년 전에 충돌 사건을 겪어[26] 미터 크기의 조각으로 부서졌다.

4. 연구 분야

외계 물질 연구는 생명 우주론, 행성 과학, 천문학, 우주 생물학 등 다양한 학문 분야와 관련되어 있다. 특히, 지구 물의 기원과 관련된 연구는 동위원소 비율을 통해 진행되고 있다.[36][37]

4. 1. 우주생물학

생명 우주론은 생명의 기원 및 초기 진화, 우주 내 생명체의 분포와 미래에 관련된 학제 간 과학 분야이다. 이는 혜성, 소행성, 화성 또는 거대 행성의 위성에 있는 유기 화합물의 존재에 대한 연구를 포함한다. 현재 생명 우주론에 대한 주요 관심사로 소행성과 혜성에 대한 여러 표본 반환 임무가 진행 중이다. 소행성, 혜성 및 위성에서 더 많은 표본을 채취하면 다른 천체에서 생명체가 형성되었는지, 그리고 운석이나 혜성에 의해 지구로 옮겨졌는지 여부를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 이 과정을 범종설이라고 한다.[27][28][29]

원시 운석과 행성 간 우주 먼지 입자에 풍부한 유기 화합물은 대부분 성간 매질에서 기원한 것으로 여겨진다. 그러나 이 물질은 원시 행성 원반에서 변형되었을 수 있으며, 소행성 모체 내에서 다양한 정도로 변형되었다.[30]

우주 먼지는 별과 방사선에 의해 자연적으로 생성될 수 있는 복잡한 유기 화합물(혼합된 방향족-지방족 구조를 가진 무정형 유기 고체)을 포함한다.[31][32][33] 이러한 화합물은 물 및 기타 거주 가능 요소의 존재하에 생명체의 구성 요소를 생성하고 자발적으로 조립한 것으로 여겨진다.[34][35]

4. 2. 지구 물의 기원

지구의 물의 기원은 행성 과학, 천문학, 우주 생물학 분야에서 많은 연구가 이루어지고 있는 주제이다. 동위원소 비율은 지구의 물을 태양계의 다른 물 저장소와 비교하는 데 사용되는 독특한 "화학적 지문"을 제공한다. 그러한 동위원소 비율 중 하나인 중수소 대 수소(D/H) 비율은 지구의 물의 기원을 찾는 데 특히 유용하다. 그러나 그 물이 언제, 어떻게 지구에 전달되었는지는 현재 진행 중인 연구의 대상이다.[36][37]

참조

[1] 웹사이트 Meteoritical Bulletin Database — Lunar Meteorite search results https://www.lpi.usra[...] The Meteoritical Society 2017-08-15
[2] 웹사이트 Meteoritical Bulletin Database https://www.lpi.usra[...]
[3] 논문 The SNC meteorites are from Mars 2000-10
[4] 논문 Dawn; the Vesta-HED connection; and the geologic context for eucrite, diogenites, and howardites 2013-11-27
[5] 논문 Quantified mineralogical evidence for a common origin of 1929 Kollaa with 4 Vesta and the HED meteorites https://zenodo.org/r[...] 2003
[6] 간행물 Tanpopo Experiment for Astrobiology Exposure and Micrometeoroid Capture Onboard the ISS-JEM Exposed Facility http://www.hou.usra.[...] H. Yano, A. Yamagishi, H. Hashimoto1, S. Yokobori, K. Kobayashi, H. Yabuta, H. Mita, M. Tabata H., Kawai, M. Higashide, K. Okudaira, S. Sasaki, E. Imai, Y. Kawaguchi, Y. Uchibori11, S. Kodaira and the Tanpopo Project Team 2014
[7] 논문 Interstellar 60Fe in Antarctica
[8] 간행물 Solar Wind Conditions and Composition During the Genesis Mission as Measured by in situ Spacecraft https://link.springe[...] Daniel B. Reisenfeld, Roger C. Wiens, Bruce L. Barraclough, John T. Steinberg, Marcia Neugebauer, Jim Raines, Thomas H. Zurbuchen 2013-06
[9] 웹사이트 Genesis Science Team http://genesismissio[...] NASA
[10] 뉴스 NASA's Osiris-Rex Arrives at Asteroid Bennu After a Two-Year Journey https://www.nytimes.[...] 2018-12-03
[11] 웹사이트 NASA's OSIRIS-REx Spacecraft Enters Close Orbit Around Bennu, Breaking Record https://solarsystem.[...] NASA 2018-12-31
[12] 뉴스 Japanese spacecraft reaches asteroid after three-and-a-half-year journey https://spaceflightn[...] 2018-06-28
[13] 보고서 Mars Sample Return Receiving Facility - A Draft Test Protocol for Detecting Possible Biohazards in Martian Samples Returned to Earth http://www.lpi.usra.[...]
[14] 간행물 A Draft Test Protocol for Detecting Possible Biohazards in Martian Samples Returned to Earth http://www.marsinsti[...]
[15] 간행물 Cleanroom Robotics -Appropriate Technology for a Sample Receiving Facility http://www.lpi.usra.[...] 2005
[16] 웹사이트 2010 Mars Sample Return Orbiter decadal survey http://www.nap.edu/r[...] 2019-07-08
[17] 웹사이트 Treaty on Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space, including the Moon and Other Celestial Bodies http://www.unoosa.or[...]
[18] 웹사이트 Planetary protection treaties and recommendations http://www.cnes.fr/w[...] 2008
[19] 논문 Abundances of the elements
[20] 논문 Abundances of the elements in the solar system
[21] 논문 Solar-system abundances of the elements
[22] 논문 Isotopic anomalies in the early solar system
[23] 논문 An isotopic view of the early solar system
[24] 논문 Stellar nucleosynthesis and the isotopic composition of presolar grains from primitive meteorites
[25] 논문 Noble gas mass spectrometry in the 21st century
[26] 문서 M. W. Caffee, J. N. Goswami, C. M. Hohenberg, K. Marti and R. C. Reedy (1988) in Meteorites and the early solar system (ed. J. F. Kerridge and M. S. Matthews, U Ariz. Press, Tucson AZ) 205-245.
[27] 웹사이트 Panspermia: A Promising Field Of Research http://www.lpi.usra.[...] 2010
[28] 웹사이트 Comets and asteroids may be spreading life across the galaxy - Are germs from outer space the source of life on Earth? https://www.nbcnews.[...] 2018-10-26
[29] 논문 Galactic Panspermia 2018-10-11
[30] 문서 Project 2. Extraterrestrial Materials: Origin and Evolution of Organic Matter and Water in the Solar System. NASA Astrobiology Institute 2007
[31] 웹사이트 Discovery: Cosmic Dust Contains Organic Matter from Stars http://www.space.com[...] Space.com 2011-10-26
[32] 웹사이트 Astronomers Discover Complex Organic Matter Exists Throughout the Universe https://www.scienced[...] ScienceDaily 2011-10-26
[33] 논문 Mixed aromatic–aliphatic organic nanoparticles as carriers of unidentified infrared emission features 2011-10-26
[34] 웹사이트 About Astrobiology http://astrobiology.[...] NASA 2008-01-21
[35] 웹사이트 A History of Astrobiology https://astrobiology[...] NASA
[36] 논문 Common source for Earth and Moon water https://www.nature.c[...] 2013-05-09
[37] 논문 Origin of Earth's oceans: An assessment of the total amount, history and supply of water 2016


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com