유로파의 물기둥의 이상한 신비는 '은밀한 입자'를 암시할 수 있습니다

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목성의 위성 유로파의 얼음 바다에서 분출하는 물기둥에 대한 예술가의 삽화. (이미지 제공: NASA의 개념적 이미지 연구소 - Michael Lentz(USRA), Walt Feimer(KBRwyle), Bailee DesRocher(USRA) 및 NASA의 제트 추진 연구소)





2012년 허블 우주 망원경은 목성 달의 남극에서 희미한 물질 기둥을 포착했습니다. 유럽 . 그 이후로 달은 희미한 깃털 기둥을 제공하여 그 물질이 내부의 얼음으로 뒤덮인 바다에서 나온 것임을 암시합니다. 우주로 날아갈 수 있다 .

이제, 새로운 연구는 달의 이미지를 모아 유럽풍경에서 물질의 흔적을 찾았지만, 폭발의 명백한 징후는 찾지 못했습니다.

1995년 NASA의 갈릴레오 임무는 목성 시스템에 도착하여 유로파를 포함한 가스 거인과 위성에 대한 상세한 탐사를 시작했습니다. 유로파는 또한 NASA의 보이저와 뉴 호라이즌 우주선이 태양계를 빠져나가는 길에 방문했습니다. 휴스턴에 있는 Lunar and Planetary Institute의 연구원인 Paul Schenk는 세 임무 모두에서 수집한 데이터를 사용하여 분출하는 물질이 표면으로 다시 떨어졌음을 나타낼 수 있는 변화의 징후를 추적할 수 있었습니다. 깃털 자체는 얼음 아래 깊숙이 숨겨진 바다에 대한 정보를 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.



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Schenk는 이메일을 통해 guesswhozoo.com에 '얼어붙은 물체의 깃털은 일반적으로 다양한 입자 크기를 생성합니다. 중력은 가장 크고 가장 무거운 입자를 표면으로 끌어당깁니다. '이러한 입자는 구성과 색상 또는 입자 크기와 그에 따른 겉보기 밝기 등 어떤 면에서 항상 표면과 다릅니다.'라고 그는 말했습니다. '그래서 우리는 소스가 어디에 있든지 간에 그 소스 근처에서 일종의 변칙적인 밝기 또는 색상 서명을 볼 수 있을 것으로 예상했습니다.'

그러나 Schenk는 해양 물질이 달 표면에 도달했을 수 있음을 나타내는 밝기나 구성의 변화를 발견하지 못했습니다.



놀라운 변화의 부족은 연기 활동이 매핑의 30년 동안 상대적으로 연속적이라는 것을 의미할 수 있으며, 배출된 입자는 명백한 차이 없이 시간이 지남에 따라 함께 혼합됩니다. 또 다른 옵션은 사용 가능한 장비로 볼 수 없는 '은밀한' 퇴적물을 생성하는 기둥입니다. 마지막으로, 깃털 자체는 비정형적일 수 있으며, 실제로는 전혀 깃털이 아니라 다른 세계에서는 볼 수 없는 것입니다.

'우리는 왜 우리가 보지 못하는지 정말로 모른다. 유로파 표면에 깃털의 명백한 징후 '라고 쉥크는 말했다. '우리는 그곳에 가서 알아내야 할 것입니다.'

'은밀한 깃털'과 숨겨진 지문

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이 그림은 달의 얼음 바다 깊은 곳에서 유로파의 얼음 표면을 통해 물기둥이 분출하는 방법을 보여줍니다.(이미지 제공: NASA의 개념적 이미지 연구소 - Michael Lentz(USRA), Walt Feimer(KBRwyle), Bailee DesRocher(USRA) 및 NASA의 제트 추진 연구소)

표면적으로 유로파는 다소 눈에 띄지 않는 것처럼 보이며, 회색과 흰색의 세계는 흔적이 있습니다. 흥미로운 빨간 패치 . 달 전체가 얼음으로 뒤덮여 그 아래에 바다가 숨겨져 있습니다. 특히 바다에 내부에서 열을 가져오는 통풍구가 있는 경우, 바다와 아래의 암석층이 상호 작용하면 생명체가 진화할 수 있는 안식처가 될 수 있습니다.

2012년부터 허블은 폭발 활동의 여러 징후 달이 지구와 목성 사이를 지나갈 때. 일부 통과 동안 목성의 빛은 달 표면에서 분출되는 증기에 의해 차단되었습니다.

유로파는 폭발 기둥이 있는 것으로 알려진 최초의 위성이 아닙니다. 토성의 위성 엔셀라두스는 토성의 위성에서 물질을 분출하는 것으로 잘 알려져 있습니다. '호랑이 줄무늬' 틈새 남극에서. NASA의 Cassini 임무는 우주선이 원래 수집 및 검사하도록 설계되지 않은 물질 샘플을 얻기 위해 분화 중 하나를 통과했습니다.

나사의 경우 유로파 클리퍼 미션 2030년대에 달에 도착하면 깃털에 더 잘 대비할 것입니다. 우주선은 달 주변의 가스를 수집하고 우주로 방출될 수 있는 모든 연기 물질을 분석하는 행성 탐사/유로파용 질량 분석기(MASPEX)를 탑재할 것입니다. 그렇게 하려면 우주선이 물질이 배출되는 지역을 지나야 합니다. 우주선이 도착하기 전에 해당 지역을 식별하면 프로세스가 더 쉬워질 것입니다.

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목성의 위성 유로파의 얼음 바다에서 분출하는 물기둥에 대한 예술가의 삽화.(이미지 제공: NASA의 개념적 이미지 연구소 - Michael Lentz(USRA), Walt Feimer(KBRwyle), Bailee DesRocher(USRA) 및 NASA의 제트 추진 연구소)

쉥크는 세 가지 임무에서 만든 지도를 사용하여 시간이 지남에 따라 표면이 어떻게 진화했는지 보여주는 새로운 지도를 만들었습니다. 변화하는 특징은 달의 정적이고 변하지 않는 풍경과 구별되는 더 큰 어둡거나 밝은 특징으로 나타납니다. 그러나 새 지도에서는 ​​지표면에서 50km(30마일)보다 큰 큰 변화는 없었습니다.

다음으로 Schenk는 유로파에서 연기가 발견된 위치를 기반으로 식별된 지역인 후보 연기 사이트를 구체적으로 조사했습니다. 허블에 의해 식별된 남극 사이트의 이미지 범위는 열악했으며 뚜렷한 특징이 보이지 않았습니다.

쉥크는 3월 24일 지에 발표된 그의 논문에서 '기존 이미징에서 관찰 가능한 퇴적물을 생성하지 않을 수 있습니다. 천체물리학 저널 편지 . '이것은 유로파의 연기가 증기로만 이루어진 '스텔스 연기'라면 가능하지만 수증기가 우주로 배출될 때 미립자로 결정화되지 않으면 설명하기 어려울 것입니다.'

배출 입자와 표면 입자 사이의 크기 차이는 지면에 얇게 깔려 있어도 우주선이 발견할 수 있을 정도로 달라야 합니다. 그러나 스텔스 플룸이 일반적인 경우 이를 감지하기 위해 중적외선 또는 자외선 매핑 분광법이 필요할 수 있습니다. Clipper는 자외선 파장에 민감한 디지털 카메라를 휴대하며 흔적을 찾아낼 수 있습니다.

유로파의 혼돈

혼돈 지형으로 알려진 수수께끼 같은 지역은 잠재적으로 단기 기둥을 생성하고 지문을 숨길 수 있습니다. 수백 개의 혼돈 지역이 돔과 빙산 같은 블록이 있는 달 표면에 흩어져 있습니다. 표면 얼음의 바닥층이 목성과 유로파 사이의 조석 상호 작용에 의해 가열됨에 따라 표면이 스스로 휘어지고 응력 균열이 발생합니다. 위의 얼음이 약해지고 지각이 구부러지고 가라앉아 더 크고 빙하 같은 얼음 덩어리가 형성됩니다.

Schenk는 이러한 폭력적인 사건이 짧은 시간 동안 표면에 액체 상태의 물을 노출시킬 수 있다고 말했습니다. 그 물은 끓어서 얼어붙은 수증기 결정의 국부적인 기둥을 생성할 수 있습니다. 깃털의 지문이 될 수 있는 지형 주변에 희미한 표시가 있습니다.

쉥크는 '우리는 이것을 혼돈[지형] 주변의 어두운 후광 형태로 몇 킬로미터 규모로 관찰하고 있을지 모르지만 확실하지 않다'고 말했다.

또 다른 가능성은 유로파 표면을 가로질러 600마일(1,000km) 이상 뻗어 있는 광대한 틈이 물질을 방출할 수 있다는 것입니다. 때때로 틈에는 측면을 따라 최대 10km(6마일)까지 표면을 덮는 짙은 붉은색 물질이 있는 이중 융기가 있습니다. 이전 연구에서는 측면을 따라 빛나는 붉은 물질이 엔셀라두스의 이중 능선을 따라 중앙 균열에서 수증기가 분출되는 것과 마찬가지로 틈에서 폭발적으로 분출할 때 나올 수 있다고 제안했습니다.

허블 우주 망원경은 2014년과 2016년에 유로파에서 달의 같은 부분에서 오는 깃털의 이미지를 캡처했습니다.

허블 우주 망원경은 2014년과 2016년에 유로파에서 달의 같은 부분에서 오는 깃털의 이미지를 캡처했습니다.(이미지 제공: NASA/ESA/W. Sparks(STScI)/USGS Astrogeology Science Center)

쉥크는 '유로파의 이중 능선 옆에 있는 더 어두운 붉은색 물질이 엔셀라두스의 것과 같은 연기 물질의 배출로 인한 것이라면 장관이었을 것'이라고 말했다. 분출 동안 산등성이는 대부분의 길이를 따라 물질을 방출하여 한 번에 모두 폭발하지는 않았지만 각 산등성이 위의 공간으로 몇 킬로미터 높이의 가스와 입자의 긴 커튼을 만들었습니다.

쉥크는 '우주복을 입고 거기 서서 수평선 너머로 사라지는 능선을 따라 이러한 사건을 지켜보는 것은 꽤 스릴이 있었을 것'이라고 말했다.

새로운 결과는 달 이미지의 제한된 양과 낮은 품질을 강조합니다. Clipper는 더 많은 성공을 거두면서 연기 활동에 대한 광범위한 사냥을 시작할 계획입니다. 그때까지 깃털은 미스터리로 남아 있을 수 있다고 Schenk는 말했습니다.

'유로파에서 무슨 일이 벌어지고 있든, 우리는 아직 바닥에 도달하지 못했습니다.'

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