토성의 위성 중 하나가 표면 아래 바다에서 입자를 방출하는 방법

[아름이]

토성의 위성 중 하나가 표면 아래 바다에서 입자를 방출하는 방법
날짜:
2023년 2월 23일
원천:
캘리포니아 대학교 - 로스앤젤레스
요약:
토성의 위성 중 여섯 번째로 큰 엔셀라두스는 작은 얼음 실리카 입자를 뿌린 것으로 알려져 있습니다. 입자가 너무 많아서 입자가 토성 주변의 두 번째 가장 바깥쪽 고리의 핵심 구성 요소입니다. 과학자들은 그것이 어떻게 일어나는지 또는 그 과정이 얼마나 오래 걸리는지 알지 못했습니다. 이제 한 연구에 따르면 엔셀라두스 코어의 조석 가열이 단 몇 달 동안 심해 열수 분출구에서 방출될 가능성이 있는 실리카를 운반하는 흐름을 생성하는 것으로 나타났습니다.

전체 이야기
상대적으로 작지만 토성의 83개 위성 중 여섯 번째로 큰 엔셀라두스는 천문학자들에 의해 우리 태양계에서 가장 매력적인 천체 중 하나로 여겨져 왔습니다.

Enceladus는 외관과 행동 모두에서 다른 천체와 구별됩니다. 그것은 천문학자들이 아직 관찰하지 못한 가장 희고 가장 반사적인 표면을 가지고 있습니다. 그리고 그것은 작은 얼음 실리카 입자를 분사하는 것으로 알려져 있습니다. 입자가 너무 많아서 입자가 소위 E 고리라고 불리는 토성 주변의 두 번째 가장 바깥쪽 고리의 중요한 구성 요소입니다.

Enceladus는 상당한 양의 액체 상태의 물이 있는 천체인 "해양 세계"로 특징지어집니다. 그러나 행성 표면에 있는 지구의 바다와 달리 엔셀라두스의 바다는 두꺼운 얼음층 아래에 ​​보호되어 있습니다. 하지만 얼음이 바다를 완전히 가두는 것은 아닙니다. "호랑이 줄무늬"로 알려진 얼음의 큰 균열에서 엔셀라두스의 더 따뜻한 남극 근처에서 바다 공간의 일부 물질이 방출됩니다.

엔셀라두스가 내뿜는 실리카 입자는 달 표면 아래에 있는 해저에서 여행을 시작합니다. 그리고 지금까지 과학자들은 그것이 어떻게 일어나는지, 그 과정이 얼마나 걸리는지 알지 못했습니다.

UCLA 과학자들이 이끄는 새로운 연구가 몇 가지 답을 제시합니다. 연구에 따르면 엔셀라두스의 암석 코어에서 발생하는 조석 가열은 실리카를 운반하는 흐름을 생성하며, 이는 불과 몇 달 동안 심해 열수 분출구에서 방출될 가능성이 높습니다.

이 연구는 Communications Earth & Environment 에 게재되었습니다 .

UCLA 행성 과학 박사 과정 학생인 Ashley Schoenfeld는 NASA의 Cassini 우주선이 수집한 Enceladus의 궤도, 해양 및 지질학에 대한 데이터를 분석하는 그룹을 이끌었습니다. 과학자들은 해양을 가로지르는 실리카의 수송을 설명할 수 있는 이론적 모델을 구축했습니다.

Enceladus의 활동적인 지질은 토성을 공전할 때 조석력에 의해 연료가 공급됩니다. 달은 중력에 의해 당겨지고 찌그러집니다. 그 변형은 달의 얼음 껍질과 깊은 암석 핵 모두에 마찰을 일으킨다. 새로운 모델은 마찰이 해저를 충분히 가열하여 실리카 입자를 표면으로 운반하는 해류를 생성한다는 것을 입증했다.

Schoenfeld는 "우리의 연구에 따르면 이러한 흐름은 해저에서 물질을 집어 들고 우주의 진공에서 바다를 분리하는 얼음 껍질로 가져올 수 있을 만큼 충분히 강합니다."라고 말했습니다. "얼음 껍질을 뚫고 이 지하 바다로 들어가는 호랑이 줄무늬 균열은 포착된 물질이 우주로 던져지는 직접적인 도관 역할을 할 수 있습니다. Enceladus는 우리에게 깊은 아래 숨겨진 것에 대한 무료 샘플을 제공하고 있습니다."

카시니는 플룸에서 상당한 양의 수소 가스를 발견했으며, 이 가스는 실리카와 함께 해저에서 열수 활동에 대한 설득력 있는 증거를 제시합니다. UCLA가 이끄는 팀이 고안한 이론적 모델은 프로세스에 대한 그럴듯한 시간 프레임과 플룸에 실리카가 포함된 이유를 설명할 수 있는 설득력 있는 메커니즘을 보여줌으로써 해당 가설을 강화합니다. 이 모델은 또한 다른 물질이 실리카 입자와 함께 표면으로 운반되는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.

"우리 모델은 바다의 대류성 난류가 중요한 영양분을 해저에서 얼음 껍질로 효율적으로 운반한다는 생각을 뒷받침합니다."라고 현재 Loyola Marymount University의 물리학과 조교수이자 UCLA 졸업생인 Emily Hawkins가 말했습니다.

지구에서 유사한 심해 열수 분출구에는 분출구에서 방출되는 광물을 섭취하는 매혹적인 유기체가 많이 있습니다.

미래에 우주선은 과학자들이 엔셀라두스의 잠재적인 열수 배출 시스템의 물리적 및 화학적 특성을 더 연구할 수 있도록 더 많은 데이터를 수집할 수 있습니다. 이러한 분출구가 생명을 유지할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 과학자들은 생체 서명으로 알려진 생물학적 활동의 화학적 흔적에 대해 깃털을 테스트해야 합니다. 새로운 연구는 이러한 생체특징을 찾는 데 도움이 되는 몇 가지 지침을 제공합니다.

향후 10년 동안 NASA의 계획에는 더 많은 정보를 수집하기 위해 엔셀라두스를 비행하고 궤도를 돌며 착륙하는 임무가 포함됩니다. UCLA가 이끄는 팀은 이러한 임무에 대한 계획을 형성하는 데 도움이 될 수 있는 추가 모델링을 개발할 계획입니다.

이 논문의 다른 저자로는 UCLA 동문인 Krista Soderlund와 Erin Leonard가 있으며 이들은 각각 현재 오스틴 텍사스 대학교와 제트 추진 연구소의 연구 과학자입니다. 이 연구는 국립 과학 재단의 자금 지원을 받았습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/