명왕성의 위성 카론의 이산화탄소와 과산화수소

사우스웨스트 연구소가 이끄는 팀은 제임스 웹 우주 망원경의 관측을 사용하여 플루토의 가장 큰 위성인 카론의 얼어붙은 표면에서 처음으로 이산화탄소와 과산화수소를 감지했습니다. 이러한 발견은 지상 및 우주 기반 관측을 통해 이전에 확인된 카론의 알려진 화학 물질 목록에 추가되며, 여기에는 물 얼음, 암모니아 함유 종 및 카론의 회색과 붉은색을 담당하는 유기 물질이 포함됩니다.

"카론은 지름이 300~1,000마일인 카이퍼 벨트의 유일한 중간 크기 천체로, 2015년 플루토계를 지나간 SwRI 주도의 New Horizons 미션 덕분에 지질학적으로 지도화되었습니다." Nature Communications의 새로운 논문의 주저자이자 New Horizons 미션의 공동 연구자인 SwRI의 실비아 프로토파파 박사가 말했습니다. "카이퍼 벨트의 많은 대형 천체와 달리, 카론의 표면은 메탄과 같은 매우 휘발성이 강한 얼음에 가려지지 않아 햇빛 노출과 크레이터링과 같은 과정이 이러한 먼 천체에 어떤 영향을 미치는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다."

웹 망원경은 해왕성 궤도 너머의 카론과 다른 얼음 천체를 자세히 탐사하기에 이상적인 플랫폼입니다. 2022년과 2023년에 이 팀은 웹의 근적외선 분광기를 사용하여 플루토-카론 체계에 대한 4개의 관측을 얻었습니다. 다양한 관측 기하학을 통해 카론의 북반구를 완전히 볼 수 있었습니다.

"Webb의 고급 관측 능력 덕분에 저희 팀은 이전에 가능했던 것보다 더 긴 파장에서 카론 표면에서 산란된 빛을 탐사할 수 있었고, 이 매혹적인 물체의 복잡성에 대한 이해를 확장할 수 있었습니다."라고 우주 망원경 과학 연구소의 직원 과학자이자 논문의 공동 저자인 Ian Wong 박사가 말했습니다.

카론 웹 측정의 확장된 파장 범위는 이산화탄소의 특징을 드러냅니다. 연구팀은 분광 관찰 결과를 실험실 측정 결과와 표면의 자세한 스펙트럼 모델과 비교하여 이산화탄소가 주로 물이 풍부한 지하 표면의 표면 베니어로 존재한다는 결론을 내렸습니다.

"우리가 선호하는 해석은 이산화탄소의 상층이 내부에서 유래하고 크레이터링 사건을 통해 표면에 노출되었다는 것입니다. 이산화탄소는 명왕성계가 형성된 원시행성 디스크의 영역에 존재하는 것으로 알려져 있습니다."라고 Protopapa는 말했습니다.

카론 표면에 과산화수소가 존재한다는 것은 물이 얼음으로 풍부한 표면이 태양 자외선과 태양풍과 은하계 우주선의 고에너지 입자에 의해 변화되었음을 분명히 나타냅니다. 과산화수소는 유입 이온, 전자 또는 광자에 의한 물 얼음의 분해에서 유래한 산소와 수소 원자에서 형성됩니다.

"SwRI의 CLASSE(실험실 천체물리학 및 우주 과학 실험 센터) 시설에서 수행한 실험실 실험은 카론과 유사한 조건에서 이산화탄소와 물 얼음의 혼합물에서도 과산화수소가 형성될 수 있음을 보여주는 데 중요한 역할을 했습니다." CLASSE 연구실 책임자이자 논문의 두 번째 저자인 SwRI의 Ujjwal Raut 박사가 말했습니다.

이 팀의 연구는 충돌과 방사선 조사 과정에 의해 형성된 복잡한 표면 특징을 발견하는 웹 망원경의 탁월한 능력을 보여줍니다.

Protopapa는 "웹 관측, 스펙트럼 모델링, 실험실 실험의 시너지 효과를 통해 새로운 통찰력을 얻을 수 있었으며, 해왕성 너머의 다른 유사한 중간 크기 천체에도 적용 가능할 것"이라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241001114722.htm