혜성의 먼지: 남극에서 처음으로 발견

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-01

- 혹성을 만드는 물질의 해명에 기대 - 큐슈대학 기간교육원과 국립극지연구소 지권연구그룹은 세계에서 처음으로 남극의 눈과 얼음으로부터 혜성기원이 되는 먼지를 발견하였다. 혜성의 먼지는 상당히 부서지기 쉽다고 생각하고 있으며, 지상에서 채집할 수 있을 것이라고 생각하지 않았다. 이러한 혜성의 먼지는 1970년대부터 현재가지 성층권을 비행하는 특수한 비행기를 사용하여 회수되었지만, 이 연구에 의해 혜성의 먼지를 보다 간단하게 입수하는 새로운 방법을 제시하였다. 이 물질의 연구에 의해 혹성을 만든 물질이 어떠한 것이었다는 것을 보다 명확하게 할 수 있을 것으로 기대된다. 지구에는 매년 약 4만 톤의 미세한 지구 외 물질이 온다고 생각하고 있다. 이것은 운석으로 알려져 있는 보다 큰 지구 외 물질의 10배 이상의 양이 된다. 미세한 지구 외 물질 중에서 가장 작고 1/100mm 정도 밖에 되지 않는 미세한 지구 외 물질은 고도 20km 부근의 성층권까지 낙하한 것을 특수한 비행기를 사용하여 채집하였다. 이러한 미세한 지구 외 물질의 채집을 수행하고 있는 이유 중 하나는 이 중에 혜성 기원이라고 생각하고 있는 1/1000mm 정도의 광물 등 미립자가 연결되어 극간이 많은 구조를 가진 것이기 때문이다. 이것은 상당히 약하고, 지표에서 회수하는 것이 불가능하다. 남극의 쇼와기지 근처에서 노출된 얼음을 2000년에 현지에서 녹여 제조한 물을 여과하여 얻은 미립자와 2003년부터 2010년 사이에 돔 후지기지 근처의 설원 표면의 눈을 일본으로 가져와 클린룸에서 눈을 녹여 여과하여 얻은 미립자 중으로부터 성층권에서 회수해 온 혜성의 먼지와 유사한 극간이 풍부한 구조를 가진 미소 지구 외 물질을 발견하였다. 눈에 포함되어 있는 미소 지구 외 물질을 투과전자현미경으로 관찰 및 분석한 결과, 성층권에서 회수한 혜성의 먼지 특징인 광물 및 유기물을 많이 함유하고 있었다. 그리고 NASA의 혜성탐사기가 빌트(Wild) 제2 혜성에서 가지고 온 먼지에 포함된 것과 동일한 roedderite라는 특별한 광물을 포함하고 있었다. 혜성은 더러워진 눈덩어리라고 하는 경우도 있으며, 태양계를 만든 광물 및 유기물을 냉동 보존한 것이라고 하는 경우도 있다. 혜성에 포함된 유기물을 연구하는 것은 태양계 중에서 생명의 재료가 되는 유기물이 어떻게 만들어졌는지를 생각할 때 출발점을 밝혀내는 것과 관련 있다. 성층권으로부터 미세한 지구 외 물질을 회수하는 경우에는 실리콘오일이 사용되었다. 이것이 유기물의 분석에 영향을 주는 것이 문제가 되었다. 남극의 눈 및 얼음으로부터 혜성의 먼지가 회수된 것은 실리콘오일의 오염을 받지 않은 혜성의 유기물 연구가 가능하다는 것을 의미한다. 그림. (좌) 남극의 얼음을 2000년에 현지에서 녹여 만든 물을 여과하여 얻은 미립자, (우) 2003년에서 2010년 사이의 돔후지기지 부근의 설원 표면의 눈을 일본에 가져와 클린룸에서 눈을 녹여 여과하여 얻은 미립자 1.PNG http://www.kyushu-u.ac.jp/pressrelease/2014/2014_12_22.pdf