24 테미스

1. 개요

24 테미스는 1853년 아니발레 데 가스파리스가 발견하고 안젤로 세키가 이름을 붙인 소행성이다. 그리스 신화의 법과 정의의 여신 테미스의 이름을 따서 명명되었으며, 테미스 궤도의 중력 섭동은 목성의 질량 계산에 사용되기도 했다. 2009년 NASA의 적외선 망원경으로 표면의 물 얼음과 유기 화합물이 발견되었다. 테미스는 타원 궤도로 태양을 공전하며, 테미스족 소행성의 핵을 구성한다. 24 테미스 표면의 물 얼음은 지하 저장고나 태양풍에 의해 생성되었을 가능성이 있으며, 톨린 형태의 유기 화합물도 발견되었다.

2. 발견

1853년 4월 5일 이탈리아의 천문학자 아니발레 데 가스파리스가 나폴리에서 발견했으며, 이탈리아의 천문학자 안젤로 세키가 이름을 지었다. 소행성의 이름은 그리스 신화에 나오는 법과 정의의 여신 테미스의 이름을 따서 명명되었다. 테미스의 궤도에서 발생하는 중력 섭동은 1875년 이전에 목성의 질량을 계산하는 데 사용되었다.

1975년 12월 24일, 24 테미스는 2296 쿠굴티노프와 근접 조우를 하였으며 최소 거리는 0.016AU였다. 테미스의 중력에 의한 쿠굴티노프 궤도의 섭동을 분석하여 테미스의 질량은 대략 2.89×10^^-11 태양 질량 (9.62×10^^-6 지구 질량)으로 결정되었다.

2009년 10월 7일 NASA의 적외선 망원경으로 소행성의 표면을 뒤덮는 물 얼음의 존재가 발견되었으며, 유기화합물도 검출되었다.

3. 궤도 및 물리적 특성

24 테미스는 태양 주위를 타원 궤도로 공전하며, 궤도 이심률은 0.1306, 궤도 경사는 0.76°이다. 공전 주기는 5.54년이다. 테미스와 태양 사이의 거리는 근일점에서 2.71 AU, 원일점에서 3.55 AU 사이이며, 평균 거리는 3.1302 AU이다.

3.1. 테미스족

24 테미스는 테미스족 소행성의 일원으로, 소행성대 바깥쪽에 위치한다. 테미스족은 작은 천체들의 구름에 둘러싸인 큰 천체들의 핵으로 구성되어 있으며, 24 테미스는 이 핵의 구성원이다.

4. 표면 구성 물질

2009년 10월 7일 NASA의 적외선 망원경은 24 테미스 표면에서 물 얼음과 유기화합물을 검출했다. 톨린 형태로도 발견된 유기 화합물은 태양계 외곽에서 발견되는 고분자량 유기물이다. 테미스의 스펙트럼에서는 얼음 톨린, 아스팔타이트, 탄소질 운석 물질, 다환 방향족 탄화수소가 발견되었다.

4.1. 물 얼음

2009년 10월 7일 미국 항공 우주국(NASA)의 적외선 망원경으로 24 테미스 표면을 뒤덮는 물 얼음이 발견되었으며, 유기화합물도 검출되었다.

4.1.1. 물의 기원 가설

미국 항공 우주국(NASA)의 적외선 망원경 시설을 사용하여 2009년 10월 7일에 이 소행성 표면에서 물 얼음의 존재가 확인되었다. 소행성 표면은 얼음으로 완전히 덮여 있는 것으로 보인다. 이 얼음층은 승화되면서, 표면 아래의 얼음 저장고에 의해 보충될 수 있다.

과학자들은 달을 생성한 충돌 이후에 소행성 충돌에 의해 지구에 처음으로 물이 운반되었을 것이라고 가설을 세웠다. 24 테미스에서의 얼음 존재는 이 이론을 뒷받침한다.

24 테미스에서 물 얼음의 존재를 설명하는 또 다른 메커니즘은 태양풍에 의한 달 표면의 물 형성과 유사하다. 미량의 물은 소행성 표면에 존재하는 산화물 광물에 충돌하는 고에너지 태양 양성자에 의해 지속적으로 생성될 것이다. 양성자()가 산화물 표면에 존재하는 산소 원자(S=O)와 충돌하여 형성된 수산기 표면 그룹(S–OH)은 산화물 광물 표면에 흡착된 물 분자()로 추가로 변환될 수 있다. 산화물 표면에서 추정되는 화학적 재배열은 다음과 같이 도식적으로 표현될 수 있다.

:2 S-OH → S=O + S +
또는,
:2 S-OH → S–O–S +

여기서 S는 산화물 표면을 나타낸다.

4.1.2. 태양풍과 물 생성

2009년 10월 7일, 미국 항공 우주국(NASA)의 적외선 망원경 시설을 사용하여 이 소행성 표면에서 물 얼음의 존재가 확인되었다. 소행성 표면은 얼음으로 완전히 덮여 있는 것으로 보인다. 이 얼음층은 승화되면서, 표면 아래의 얼음 저장고에 의해 보충될 수 있다.

과학자들은 달을 생성한 충돌 이후에 소행성 충돌에 의해 지구에 처음으로 물이 운반되었을 것이라고 가설을 세웠다. 24 테미스에서의 얼음 존재는 이 이론을 뒷받침한다. 태양과의 근접성 (~3.2 AU) 때문에 24 테미스 표면의 광범위한 얼음은 다소 예상 밖의 현상이다. 표면 얼음은 지하 물 저장고 또는 충돌 정원—달이 표면 물질을 1 m/Gyr의 속도로 뒤집는 달 현상—에 의해 보충될 수 있다.

24 테미스에서 물 얼음의 존재를 설명하는 또 다른 메커니즘은 태양풍에 의한 달 표면의 물 형성과 유사하다. 미량의 물은 소행성 표면에 존재하는 산화물 광물에 충돌하는 고에너지 태양 양성자에 의해 지속적으로 생성될 것이다. 양성자()가 산화물 표면에 존재하는 산소 원자(S=O)와 충돌하여 형성된 수산기 표면 그룹(S–OH)은 산화물 광물 표면에 흡착된 물 분자()로 추가로 변환될 수 있다. 산화물 표면에서 추정되는 화학적 재배열은 다음과 같이 도식적으로 표현될 수 있다.

:2 S-OH → S=O + S +
또는,
:2 S-OH → S–O–S +

여기서 S는 산화물 표면을 나타낸다.

4.2. 유기 화합물

2009년 10월 7일 NASA의 적외선 망원경은 소행성 표면을 뒤덮는 물 얼음의 존재와 유기화합물을 검출했다. 유기 화합물은 톨린 형태로도 발견되었는데, 이는 태양계 외곽에서 발견되는 고분자량 유기물로, 광학 스펙트럼에서 갈색 또는 붉은색을 띤다. 테미스의 스펙트럼에서 발견된 화합물에는 얼음 톨린(얼음과 에탄 혼합물의 잔류물), 아스팔타이트, 탄소질 운석 물질, 다환 방향족 탄화수소가 포함된다.