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24 테미스

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목차

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.

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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.[8] 테미스의 궤도에서 발생하는 중력 섭동은 1875년 이전에 목성의 질량을 계산하는 데 사용되었다.[9]

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.[10]

2009년 10월 7일 NASA의 적외선 망원경으로 소행성의 표면을 뒤덮는 물 얼음의 존재가 발견되었으며, 유기화합물도 검출되었다.[20]

3. 궤도 및 물리적 특성

24 테미스는 태양 주위를 타원 궤도로 공전하며, 궤도 이심률은 0.1306, 궤도 경사는 0.76°이다.[11] 공전 주기는 5.54년이다. 테미스와 태양 사이의 거리는 근일점에서 2.71 AU, 원일점에서 3.55 AU 사이이며,[12] 평균 거리는 3.1302 AU이다.[11]

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.[12]

4. 표면 구성 물질

2009년 10월 7일 NASA의 적외선 망원경은 24 테미스 표면에서 물 얼음과 유기화합물을 검출했다.[20] 톨린 형태로도 발견된 유기 화합물은[15][16] 태양계 외곽에서 발견되는 고분자량 유기물이다. 테미스의 스펙트럼에서는 얼음 톨린, 아스팔타이트, 탄소질 운석 물질, 다환 방향족 탄화수소가 발견되었다.[16][17]

4. 1. 물 얼음

2009년 10월 7일 미국 항공 우주국(NASA)의 적외선 망원경으로 24 테미스 표면을 뒤덮는 물 얼음이 발견되었으며, 유기화합물도 검출되었다.[20]

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.[13][14] 소행성 표면은 얼음으로 완전히 덮여 있는 것으로 보인다. 이 얼음층은 승화되면서, 표면 아래의 얼음 저장고에 의해 보충될 수 있다.[15][16]

과학자들은 달을 생성한 충돌 이후에 소행성 충돌에 의해 지구에 처음으로 물이 운반되었을 것이라고 가설을 세웠다. 24 테미스에서의 얼음 존재는 이 이론을 뒷받침한다.[15]

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.[14]

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.[13][14] 소행성 표면은 얼음으로 완전히 덮여 있는 것으로 보인다. 이 얼음층은 승화되면서, 표면 아래의 얼음 저장고에 의해 보충될 수 있다.[15][16]

과학자들은 달을 생성한 충돌 이후에 소행성 충돌에 의해 지구에 처음으로 물이 운반되었을 것이라고 가설을 세웠다. 24 테미스에서의 얼음 존재는 이 이론을 뒷받침한다.[15] 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.[15]

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.[14]

4. 2. 유기 화합물

2009년 10월 7일 NASA의 적외선 망원경은 소행성 표면을 뒤덮는 물 얼음의 존재와 유기화합물을 검출했다.[20] 유기 화합물은 톨린 형태로도 발견되었는데,[15][16] 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.[16][17]

참조

[1] 서적 A Practical Dictionary of the English Language 1884
[2] 간행물 Astronomy now 2008
[3] OED Themistian
[4] 웹사이트 JPL Small-Body Database Browser: 24 Themis http://ssd.jpl.nasa.[...] 17 March 2010 2010-05-27
[5] 논문 VLT/SPHERE imaging survey of the largest main-belt asteroids: Final results and synthesis 2021
[6] 논문 Astrometric masses of 21 asteroids, and an integrated asteroid ephemeris Springer Science+Business Media B.V. 2007 1999-06-25
[7] 논문 Determination of asteroid masses 2001
[8] 서적 Dictionary of minor planet names https://books.google[...] Springer 2003
[9] 논문 Our Astronomical Column https://www.nature.c[...] 1875-11-18
[10] 학회자료 Using Close Encounters of Minor Planets for the Improvement of their Masses https://books.google[...] Kluwer Academic Publishers 1997
[11] 서적 The Astronomical Almanac United States Naval Observatory and United Kingdom Hydrographic Office 2011
[12] 백과사전 Dictionary of Astronomy Oxford University Press 2010-05-27
[13] 잡지 Ice confirmed on an asteroid http://www.sciencene[...] 2009-10-09
[14] 웹사이트 More water out there, ice found on an asteroid http://spacefellowsh[...] 2009-10-11
[15] 논문 Water ice and organics on the surface of the asteroid 24 Themis 2010
[16] 논문 Detection of ice and organics on an asteroidal surface http://somosbacteria[...] 2010
[17] 웹사이트 Advances in Solar System Science: Research Enabled by 2.4 – 25 μm Spectroscopy with SOFIA https://www.sofia.us[...] 2018-02-28
[18] 웹사이트 小惑星日本語表記索引 : 1 - 50 http://planetary.jp/[...] 日本惑星協会 2019-03-09
[19] 웹사이트 小惑星で水と炭素の存在を初めて確認 https://natgeo.nikke[...] ナショナル ジオグラフィック協会 2010-04-29
[20] 뉴스 Ice confirmed on an asteroid http://www.sciencene[...] Science News 2009-10-08


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