이미지 출처: Courtesy of NASA/Carla Thomas/SwRI

연구진은 SOFIA 망원경(FORCAST)용 희미한 물체 적외선 CAmera로 알려진 장비를 사용하여 규산염이 풍부한 소행성 4개를 조사했는데, 그 중 두 개의 소행성에서 분자수를 나타내는 중적외선 스펙트럼 신호를 분리했다.

"소행성은 행성 형성 과정에서 남은 것이기 때문에 태양 성운에서 형성된 위치에 따라 그 구성이 달라진다"라고 이번 발견에 대한 행성 과학 저널 논문의 주요 저자이자 사우스웨스트 연구소의 아니시아 아레돈도(Anicia Arredondo) 박사는 설명했다. "특히 흥미로운 것은 소행성에서의 물 분포이다. 왜냐하면 물이 어떻게 지구에 전달되었는지를 밝힐 수 있기 때문이다."

무수 또는 건조한 규산염 소행성은 태양 가까이에서 형성되는 반면, 얼음 물질은 더 먼 곳에서 합쳐진다. 소행성의 위치와 그 구성을 이해하면 태양 성운의 물질이 형성 이후 어떻게 분포되고 진화했는지 알 수 있다. 우리 태양계의 물 분포는 다른 태양계의 물 분포에 대한 통찰력을 제공할 것이며, 물은 지구상의 모든 생명체에 필요하기 때문에 우리 태양계와 그 너머의 잠재적인 생명체를 찾을 수 있는 곳을 안내할 것이다.

아레돈도 박사는 “우리는 소행성 아이리스와 마살리아에서 물 분자에 의해 명백히 나타나는 특징을 발견했다.”고 말했다. "우리는 햇빛이 비치는 달 표면에서 분자수를 발견한 팀의 성공을 기반으로 연구를 진행했다. SOFIA를 사용하여 다른 물체에서 이 스펙트럼 특성을 찾을 수 있다고 생각했다."

목성과 내부 태양계와 관련된 7개의 홍채와 20개의 마살리아의 궤도. 이미지출처: The Sky Live

2020년 10월, SOFIA는 달 남반구에 위치한 클라비우스 분화구에서 물 분자를 감지했다. 달과 소행성에 대한 이전 관측에서는 어떤 형태의 수소가 발견되었지만 물과 물과 가까운 화학적 친척인 수산기(OH-)를 구별할 수 없었다. 이전 연구에서 과학자들은 달 표면에 퍼져 있는 1입방미터의 토양에 화학적으로 미네랄이 결합된 12온스짜리 물병에 해당하는 것을 발견했다.

아레돈도 박사는 "스펙트럼 특징의 밴드 강도를 기반으로 소행성에 물이 풍부한 것은 햇볕에 쬐인 달의 물과 일치한다"고 말했다. 마찬가지로 소행성에서 물은 광물과 결합할 수도 있고 규산염에 흡착되어 규산염 충격 유리에 갇히거나 용해될 수도 있다.

두 개의 더 희미한 소행성인 파르테노페(Parthenope)와 멜포메네(Melpomene)의 데이터는 너무 시끄러워서 확실한 결론을 내릴 수 없었다. 그러나 팀은 최고의 적외선 우주 망원경인 NASA의 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope)을 모집하여 정확한 광학 장치와 우수한 신호 대 잡음비를 사용하여 더 많은 표적을 조사하고 있다.

아레돈도 박사는 "우리는 두 번째 주기 동안 Webb을 사용하여 또 다른 두 개의 소행성에 대한 초기 측정을 수행했다."고 설명했다. "우리는 다음 주기에 또 다른 30개의 목표를 조사하기 위한 또 다른 제안을 가지고 있다. 이 연구는 태양계의 물 분포에 대한 이해를 높일 것이다."

우리 태양계의 역사와 생명체의 잠재력에 대한 단서를 밝히는 것 외에도 물이 어디에 있는지 아는 것은 미래의 인류 우주 식민지 개척자들에게 매우 귀중한 것이 될 수 있다. 이 자원의 안정적인 공급을 확립하는 것은 장기 임무는 물론 영구 서식지에 매우 중요하다. 이는 소비 가능한 물, 농업, 산소 및 연료 생산이 지구 밖에서도 지속될 수 있도록 보장한다.

이미지 출처: ESA - P. Carril