천문학

바위는 달에서와 소행성에서 다르게 침식됩니까?

바위는 달에서와 소행성에서 다르게 침식됩니까?


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내가 올바르게 이해한다면, 달의 바위는 새로운 분화구 근처에서만 발견됩니다. 왜냐하면 미세 운석은 시간이 지남에 따라 암석을 침식하기 때문입니다. 소행성은 때때로 달보다 더 일찍 형성된 것으로 여겨지지만 일부 이미지는 소행성이 바위로 덮인 모습을 보여줍니다. 그리고 NASA는 소행성에서 바위를 줍는 ARM 임무를 계획하고 있습니다.

암석은 달보다 소행성에서 더 자주 발생하며, 그렇다면 어떤 종류의 메커니즘에 의해 발생합니까? 예를 들어, 주로 미세 운석이 아니라 달에서 이를 침식하는 온도 변화입니다. 아니면 미세 중력 물체가 달만큼 많은 미세 운석을 끌어 당기지 않습니까?

소행성 25143 Itokawa의 온전한 바위:

달에 침식 된 바위 :


달은 더 많은 입자를 끌어당깁니다. 그러나 더 중요한 것은 그 입자들이 달의 탈출 속도인 2.4km/s 정도의 속도로 달에 충돌했다는 것입니다. 그건 대단히 강력한 샌드블라스터…


바위는 달에서와 소행성에서 다르게 침식됩니까? - 천문학

소행성이 무엇으로 만들어졌는지 어떻게 알 수 있으며 소행성의 분류 체계는 무엇입니까?

소행성이 무엇으로 만들어졌는지 알 수 있는 방법은 여러 가지가 있습니다. 한 가지 방법은 우주선을 그곳으로 보내는 것입니다. 예를 들어 NASA의 NEAR 우주선이 1년 동안 에로스를 도는 것입니다. 궤도에있는 동안 우주선은 적외선 카메라와 분광계, X 선 / 감마선 분광계를 사용하여 소행성의 구성을 확인했습니다.

그러나 우리는 모든 소행성에 우주선을 보낼 수 없으며 대부분의 소행성 구성은 지상 기반 망원경의 적외선 분광기를 사용하여 결정됩니다. 적외선에서 다른 미네랄은 다른 파장의 빛을 흡수합니다. 적외선 스펙트럼 흡수를 보고 지구에서 측정된 광물의 스펙트럼과 비교함으로써 구성을 식별하는 것이 가능합니다. 그러나 이것은 소행성이 희미하고 스펙트럼에 대해 확신할 만큼 충분히 좋은 탐지를 얻기 어려울 수 있기 때문에 여전히 어려운 과정입니다. 일반적으로 회전주기의 상당 부분 동안 물체를 관찰해야합니다. 즉, 전체 물체에 대해 하나의 스펙트럼을 얻을 수 있으므로 소행성의 다른 영역 간의 구성 차이를 볼 수 없습니다. 또한 소행성은 많은 광물의 조합이므로 천문학자들은 광물의 어떤 조합이 특정 소행성 스펙트럼을 형성할 수 있는지에 대해 논쟁합니다. 때로는 여러 미네랄 조합이 비슷한 스펙트럼을 제공 할 수있는 것처럼 보이므로 어느 것이 올바른지 말하기 어려울 수 있습니다.

구성을 결정하는 또 다른 방법은 레이더를 사용하는 것입니다. 행성 레이더를 사용하면 소행성에 무선 신호를 보내고 반사된 것을 확인합니다. 전파는 다른 물질에 다르게 반응합니다. 예를 들어 금속은 암석과 매우 다르게 보입니다. 이것은 상대적으로 새로운 기술입니다. 우리가 레이더로 작고 멀리 있는 많은 물체를 관찰할 수 있는 기술은 지난 20여 년에 불과했기 때문입니다. 따라서 레이더 관측을 기반으로 분류된 소행성은 그리 많지 않습니다.

소행성은 제 생각에 천문학에서 직관적이지 않은 분류 체계 중 하나인 문자 체계를 사용하여 분류됩니다. 일반적으로 14 개의 분류 (A, B, C, D, E, F, G, M, P, Q, R, S, T, V)가 있지만 일부 과학자들은 일부 분류가 다음과 같아야한다고 생각하지 않습니다. 구별되며 일부 분류에는 더 많은 유형이 포함되어 있는 것 같습니다. 소행성은 "실제" 특성이 아닌 스펙트럼 특성에 따라 문자 그룹에 배치되지만 일부 문자는 친숙한 것에 해당합니다. 예를 들어, S형 소행성은 "돌이 많은" 소행성이고 M형은 아마도 금속성입니다. 예를 들어, "A" 분류에 대한 설명은 "0.7 미크론의 짧은 부분은 매우 붉은빛을 띠고 0.7 미크론의 긴 부분은 강한 흡수 특성"이 될 수 있습니다(Tholen and Barucci, 1989에서 인용).

혼란을 더하기 위해 지구에 떨어진 행성이나 소행성의 조각인 운석은 유사하지만 별도의 방식으로 분류됩니다. 이는 실험실에서 운석을 측정할 수 있기 때문에 운석이 무엇으로 구성되어 있는지 훨씬 더 쉽게 알 수 있기 때문입니다. 지금 사람들은 운석 등급을 소행성 등급과 연결하려고 노력하고 있지만 지구에 있는 실험실에서 얻은 것과 같은 정보를 망원 분광법에서 얻지 못하기 때문에 어렵습니다. 따라서 한 가지 유형의 운석이 여러 등급의 소행성에서 나올 수도 있고 여러 유형의 운석이 단일 소행성 등급에서 나올 수도 있습니다.


천문학자들이 '잔해 더미 소행성'을 의미하는 것

[참고 : 나는 깨달았다 얼마 전 천문학자들은 일반인들에게 혼동을 줄 수 있는 전문용어를 사용하기 때문에 가끔 그런 용어들을 정의하는 글을 쓰는 것도 재미있을 것 같다는 생각이 들었다. 그렇게 하면 여러분 모두가 더 잘 이해할 수 있고, 나 자신을 다시 설명할 필요 없이 이후 기사에서 링크할 수 있습니다. 포스팅을 위한 핑계가 아닌 소행성 Bennu의 멋진 이미지. 뿐만 아니라."]

내가 어렸을 때 소행성에 대한 일반적인 생각은-적어도 대중들 사이에서-그들이 태양을 공전하는 바위 및 / 또는 금속 덩어리 였다는 것입니다. 우주선에서 우연히 마주친 경우(우연히 항상 영화와 TV 쇼 덕분에) 그것은 모호한 구형이 될 것이고 부드러운 덩어리와 침식된 분화구로 뒤덮일 것입니다.

그렇지 않은 것으로 밝혀졌습니다. 어쩌면 정말로 큰 것들은 약간 그렇게 보일 수도 있습니다(제 생각에는 Vesta와 Ceres라고 생각하지만, 실제로 행성 과학자들은 그것들을 소행성이 아닌 원시행성으로 간주합니다). 그러나 많은, 아마도 대부분의 작은 것들은 전혀 그렇지 않습니다.

화성과 목성 사이의 주요 벨트에 있는 전형적인 소행성 덩어리를 살펴보세요. 지름이 1km인 아주 작은 천체입니다. 수십억 년 전에 태양계의 다른 모든 것들과 함께 그 크기를 형성했을 수도 있고, 아니면 아주 큰 소행성이 그다지 크지 않은 소행성과 충돌하여 우리의 작은 친구를 포함한 파편을 만들었을 수도 있습니다.

하지만 다음에 무슨 일이 일어날까요? 혼자가 아닙니다. 수백만 년, 심지어 수십억 년 동안 태양을 공전하는 동안 다른 소행성이 때때로 태양과 충돌할 것입니다. 일반적으로 이것은 달이나 수성에서 볼 수 있는 것과 같은 큰 분화구를 형성하는 것과 같은 고속 충돌이 아닙니다. 이러한 충돌의 대부분은 유사한 궤도에서 움직이는 암석에서 발생하므로 충돌 속도는 훨씬 더 낮습니다. 10 또는 20 대신 초당 1 킬로미터 또는 2 일 수 있습니다.

여전히 활기찬 이벤트입니다! 치명적이지는 않지만 말 그대로 세계를 뒤흔드는 재앙입니다. 충돌로 인한 충격파는 소행성을 통해 이동하여 소행성을 부수고 표면 아래 깊숙이 갈 수 있는 균열을 만듭니다. 그리고 이것은 소행성을 부수고 다시 부수면서 반복해서 발생합니다. 10억, 3년 후의 모습은 어떤가요?

그것은 처럼 보인다 . 베누처럼.

OSIRIS-REx 우주선이 13km 거리에서 본 "잔해 더미"인 소행성 베누. 오른쪽 아래에 있는 거대한 바위에 주목하세요. 출처: NASA/Goddard/애리조나 대학교

Bennu는 NASA의 OSIRIS-REx 임무의 목표인 폭 500미터의 소행성입니다. 그것은 주요 벨트 소행성이 아니라 지구에 훨씬 더 가까이 태양을 공전하며 우리에게 너무 가까워지면 먼 미래 언젠가 우리에게 영향을 미칠 가능성이 적기 때문에 잠재적으로 위험한 소행성으로 간주됩니다. 그러나 우리는 많은 주요 벨트 소행성이 그것과 매우 유사하다고 생각합니다.

이상하다는 것을 바로 알 수 있습니다. 제가 앞에서 설명한 이중 피라미드 베이스-투-베이스 형태는 낮은 중력, 빠른 회전, 약한 구조(잠시 후에 설명하겠습니다) 때문입니다. 그러나 멀리서 보아도 표면이 영화에서와 같이 전혀 그렇지 않다는 것을 알 수 있습니다. 큰 규모에서는 크레이터가 전혀 보이지 않고 매끄럽습니다! 이상 하네.

하지만 가까이 다가가면 훨씬 더 이상합니다. 표면을 보십시오:

긴 암석(가운데)은 아마도 부서진 더 큰 암석의 잔해일 것으로 소행성 베누의 표면에 놓여 있습니다. 길이는 거의 19 미터로 테니스 코트의 길이와 거의 비슷합니다. 출처: NASA/Goddard/아리조나 대학교

그래, 무슨 말인지 알겠어? 그것은 부드럽고 약간 울퉁불퉁 한 풍경이 아닙니다. 날카롭고 들쭉날쭉하며 덮인 바위와 바위에! 그것들은 저속 충돌에서 생성된 소행성 자체의 파편입니다. 그들은 표면의 도처에 뒤죽박죽 놓여 있습니다. 그리고 아마도 Bennu는 아래까지 이랬을 것입니다. 금이 가고, 부서지고, 모든 다른 크기의 바위로만 이루어져 있습니다.

또 다른 가능성이 있습니다. 충격을 가할 수 있는 최적의 지점이 있습니다. 하나는 완전히 깨고 많은 파편을 걷어차기에 충분하지만 그렇지는 않습니다. 아주 소행성을 완전히 파괴할 만큼 충분히 강력합니다. 이 경우 파편이 가까이에 머물다가 결국 다시 뭉쳐 다시 모일 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 소행성이 파열되고 부딪쳤다가 다시 합치는 것과 같이 에너지가 낮은 쪽에서 더 가까운 이러한 종류의 충돌이 있을 가능성이 가장 높습니다.

그것은 자체의(매우 약한 경우) 중력에 의해 뭉쳐진 개별 암석의 거대한 집합체일 것입니다. 그런 것을 뭐라고 부르겠습니까?

천문학자들은 그것을 잔해 더미. 꽤 적절합니다.

특히 OSIRIS-REx의 한 이미지가 저를 매료시켰습니다.

베누에 있는 다양한 크기의 암석은 크기별로 분류된 것으로 보입니다. 아마도 표면을 흔들고 내리막으로 굴러 떨어지게 만드는 사건 때문일 것입니다. 출처: NASA/Goddard/아리조나 대학교

프레임 아래쪽에 큰 바위가 있고 위쪽으로 갈수록 점점 작아지는 것을 볼 수 있습니다. 지질학자들은 이런 종류의 패턴을 정렬, 여기서 일부 메커니즘은 암석을 크기별로 분류합니다. 때로는 작은 암석이 큰 암석보다 더 멀리 운반되는 홍수에서 발생합니다. 분명히 Bennu에는 흐르는 물이 없지만 다른 가능한 메커니즘은 소행성에 충격을 주어 소행성 지진을 일으키는 작은 충격 때문일 수 있습니다. 뒤죽박죽으로 뒤덮인 큰 잔해 더미가 무너질 수 있고, 서로 다른 크기의 암석이 천천히 내리막으로 굴러가면서 서로 다른 거리를 이동할 수 있습니다.

Boulder No. 1(또는 비공식적으로 BenBen)이라고 불리는 Bennu 표면에서 가장 큰 바위. 높이는 22미터로 6층 건물 높이입니다. 출처: NASA/Goddard/애리조나 대학교

인테리어도 어떨지 궁금합니다. 때로는 브라질 너트 효과라고도 하는 입상 분리라고 하는 과정이 있습니다. 혼합 견과류 한 병에서 이상하게도 일반적으로 가장 큰 브라질 너트가 맨 위에 있습니다. 왜? 쉽게 말해서 너트 사이에 틈이 생겨서 캔이 흔들릴 때 작은 것(조각, 먼지 등)이 아래쪽으로 가라앉아 큰 너트가 위로 밀리기 때문입니다.

베누의 표면에는 먼지가 보이지 않습니다. 나는 그것이 모두 내부에 있고 균열 사이에 자리 잡고 다른 바위가 표면으로 떠오르는 동안 궁금합니다. 그럴듯하지만 추측해봅니다.

Bennu에서 가장 큰 바위인 BenBen의 다른 각도. 출처: NASA/Goddard/아리조나 대학교

이 모든 것은 단순히 알고 있는 멋진 것 이상입니다. 그것은 펀치를 얼마나 잘 잡을 수 있는지를 포함하여 소행성에 대해 많은 영향을 미칩니다. 표면에 많은(또는 전혀!) 크레이터가 보이지 않는 한 가지 이유는 소행성이 너무 다공성이어서 작은 충돌의 에너지가 소행성으로 흡수되어 암석을 밀어내지만 날카로운 크레이터를 만들지 않기 때문입니다. 또한, 내가 방금 언급한 아주 작은 충격은 시간이 지남에 따라 암석이 가라앉게 하여 틈의 일부를 채울 수 있습니다. 모든 분화구는 우주 규모에서 끔찍하게 오래 지속되지 않습니다.

베누 표면의 큰 암석은 적도에서 남쪽으로 향하여 상어의 이빨과 같은 등뼈 모양의 능선을 형성합니다. 출처: NASA/Goddard/아리조나 대학교

그리고 이 지식은 지구와의 충돌 궤적에서 이 크기의 소행성을 보게 된다면 매우 중요합니다. 우리가 우주선(운동 충격기)으로 충돌시켜 방해하지 않으려고 하면 소행성은 그 구성에 따라 다르게 반응할 것입니다. 우리는 그것을 쳤을 때 어떤 일이 일어날지 알아야 하므로 그러한 물체가 어떻게 행동하는지 이해하는 것은 말 그대로 삶과 죽음의 차이가 될 수 있습니다.

BenBen이라고 불리는 Bennu의 가장 큰 바위는 표면의 다양한 암석에 그림자를 드리웁니다. 암석의 모든 다른 반사율에 주목하십시오. 일부는 매우 어둡고 일부는 더 많은 빛을 반사합니다. 출처: NASA/Goddard/애리조나 대학교

따라서 "잔해 더미"라는 용어가 약간 기발하게 들릴 수 있지만 천문학자들은 이를 매우 진지하게 받아들입니다. 우리는 확실히 과학적 호기심에서 이러한 것들이 무엇으로 만들어 졌는지 알고 싶지만 그 지식이 훨씬 더 긴급한 역할을 채울 날이 올 수도 있습니다.

더 나쁜 천문학

* 수정(2019년 5월 20일): 원래 베누는 너비가 1km라고 썼는데 너비가 500미터입니다(하야부사2가 방문하는 매우 유사한 소행성인 류구와 혼동했습니다). OSIRIS-REx 임무의 커뮤니케이션 책임자인 Erin Morton에게 이 점을 지적해 주셔서 감사합니다!


우주 암석은 자주 달에 부딪친다

작성자: Camille M. Carlisle 2016년 10월 13일 1

받은 편지함으로 이와 같은 기사를 보내십시오.

NASA의 달 정찰 궤도선(Lunar Reconnaissance Orbiter)의 관측은 달이 유성체에 의해 찌그러지는 빈도를 보여줍니다.

많은 우주 암석이 지구, 달 및 태양계의 다른 천체에 충돌합니다. 지구에서 침식은 크레이터를 상당히 빠르게 지울 수 있지만, 대기나 액체 상태의 물이 없는 달에서는 크레이터가 훨씬 더 오래 머무를 수 있습니다.

NASA의 Lunar Reconnaissance Orbiter의 이미지를 사용하여 Emerson Speyerer (Arizona State University)와 동료들은 이제 지구의 자연 위성이 얼마나 자주 충돌하는지 자세히 살펴 보았습니다. 팀은 우주선의 협각 카메라에서 176일에서 1,241일 사이의 간격으로 14,000개 이상의 전후 이미지를 샅샅이 조사하고 두 장면 사이의 변화를 검색했습니다. (걱정하지 마세요. 손으로 한 것이 아니라 소프트웨어를 사용했습니다.)

연구원들은 43미터(140피트)에서 10미터(33피트) 미만에 이르는 222개의 새로운 분화구가 달 표면에 상당히 균일하게 퍼져 있음을 발견했습니다. 다음은 그 중 하나입니다.

이 전후 시퀀스는 Lunar Reconnaissance Orbiter의 협각 카메라에서 두 개의 이미지를 보여줍니다. 첫 번째는 2012년 10월 25일이고 두 번째는 2013년 4월 21일입니다. 그 사이에 12미터 너비의 분화구가 나타났습니다.
NASA / GSFC / 애리조나 주립대학교

외삽해보면, 대략 180개의 크레이터가 적어도 폭이 10m 이상이거나 더 큰 크레이터가 매년 달에 형성된다는 것을 의미합니다. 이는 표준 모델에서 예측한 비율보다 33% 더 높습니다.

큰 차이처럼 들리는 액면가에서 실제로는 이다 여전히 일부 중복: 두 예측이 일치할 확률은 16%입니다. 정말 멋지네요. Speyerer의 팀이 결과를 비교하고 있는 이전 모델인 느쿰 생산함수, 1970년대에 수행된 작업에서 나온 것으로 과학자들이 신뢰할 수 있는 날짜로 추정되는 표면의 겹치는 분화구에 대한 직접적인 관찰을 기반으로 합니다. Apollo 우주비행사가 채취한 샘플 덕분입니다. 이러한 측정을 통해 과학자들은 다양한 크기의 분화구가 백만 년 이상의 규모로 형성되어야 하는 빈도를 추정했다고 분화구 통계를 연구하지만 본 연구에 참여하지 않은 Caleb Fassett(Mount Holyoke College)는 설명합니다. 그 백만년 규모의 추정치가 새로운 추정치의 16% 이내에서 일치한다는 사실 학년 수준 시간 척도는 "놀랍습니다"라고 그는 말합니다.

Peter Brown(캐나다 서부 온타리오 대학교)은 새로운 비율이 기본적으로 지구 대기에서 감지한 충격의 수와 기본적으로 일치한다고 말합니다. 영향률을 측정하고 추정하는 다양한 방식의 불확실성을 감안할 때 33% 증가는 주목할 만한 것이 아니라고 그는 말합니다. 차이가 문제를 제기하려면 실제로 10배 이상 감소해야 합니다. 그럼에도 불구하고 새로운 LRO 데이터는 과학자들이 작은 소행성이 얼마나 흔한지를 연구하는 다른 방법에 독특하고 환상적인 추가 기능이라고 그는 말합니다. (좋은 경험 법칙은 0.5미터 너비의 물체가 10미터 너비의 달 충돌을 일으킨다는 것입니다.)

어떤 차이가 있는지는 의미가 있습니다. 충격은 누군가가 심기 위해 토양을 뒤집는 것과 같은 종류의 표석이라고 불리는 달 표면의 최상부 센티미터를 휘젓습니다. Speyerer의 팀은 LRO의 이미지에서 어둡고 밝은 얼룩의 형태로 이러한 혼합에 대한 증거를 찾았습니다. 과학자들은 지속적으로 작은 충격이 달의 느슨한 표면 물질을 "정원"하여 약 81,000년 또는 예상보다 100배 이상 빠른 속도로 상부 2cm의 표토가 재작업될 것이라고 추정합니다.

결과는 10월 13일에 나타납니다. 자연. 아래에서 분석이 어떻게 작동했는지에 대한 간단한 비디오를 볼 수 있습니다.


과학자들이 소행성 내부를 '보고 있는' 방법

243 Ida와 같은 소행성의 모양은 소행성의 구성 요소에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 이를 통해 태양계의 형성에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 크레딧: NASA/JPL/USGS

소행성은 지구 생명체에 위협이 될 수 있지만 심우주 탐사에 도움이 되는 연료나 물을 만드는 귀중한 자원이기도 합니다. 지질학적 및 대기적 과정이 없는 이 우주 암석은 태양계의 진화에 대한 창을 제공합니다. 그러나 그들의 비밀을 진정으로 이해하려면 과학자들은 그 안에 무엇이 들어 있는지 알아야 합니다.

단 4 대의 우주선 만이 소행성에 착륙했지만 (가장 최근에는 2020 년 10 월), 내부를 들여다 본 우주선은 없습니다. 그러나 이러한 우주 암석의 내부 구조를 이해하는 것은 예를 들어 우리 행성의 기원에 대한 핵심 질문에 답하는 데 중요합니다.

스위스 베른 대학에서 소행성 역학을 연구하는 파비오 페라리 박사는 "소행성은 태양계 형성 초기 이래 거의 변하지 않은 유일한 태양계의 천체"라고 말했다. "소행성 내부에 무엇이 있는지 알면 행성이 어떻게 형성되었는지, 태양계에 있는 모든 것이 어떻게 형성되었으며 미래에 진화할 수 있는지에 대해 많은 것을 이해할 수 있습니다."

다른 천체에 대한 인간의 탐사를 용이하게 하기 위해 물질을 채굴하는 것과 같이 소행성 내부에 무엇이 있는지 알아야 하는 보다 실질적인 이유가 있습니다.

올해 말 발사될 것으로 예상되는 NASA의 다가오는 DART(Double Asteroid Redirection Test) 임무는 궤도 변경을 목표로 2022년 직경 160m 소행성 위성 디모르포스에 충돌할 예정이다. 이 실험은 인간이 잠재적으로 위험한 소행성을 편향시킬 수 있는지 여부를 처음으로 보여줄 것입니다.

그러나 과학자들은 이 소행성 위성과 그 모행성인 디디모스에 대해 거의 알지 못하기 때문에 디모르포스가 충격에 어떻게 반응할지에 대한 대략적인 아이디어만 가지고 있습니다.

이러한 질문을 더 잘 해결하기 위해 과학자들은 소행성 내부에 무엇이 있는지 원격으로 말하고 그 유형을 식별하는 방법을 조사하고 있습니다.

네 번째로 소행성에 착륙하는 동안 Bennu는 NASA의 OSIRIS-REx 우주선에서 수집 한 이미지의 모자이크 덕분에 매핑되었습니다. 소행성 내부를 들여다보는 것은 다음으로 중요한 단계입니다. 크레딧 : NASA / Goddard / University of Arizona

많은 종류의 소행성이 있습니다. 일부는 견고하고 견고한 암석 블록이고, 다른 일부는 자갈, 바위 및 모래의 집합체이며, 많은 궤도 충돌의 산물이며 중력에 의해서만 결합됩니다. 또한 무겁고 밀도가 높은 희귀 금속 소행성도 있습니다.

영국 브리스톨 대학의 행성과학 연구원인 한나 수소니 박사는 "밀도가 더 높은 단일 소행성을 빗나가게 하려면 더 큰 우주선이 필요하고 더 빨리 여행해야 한다"고 말했다. "우리는 쓰레기 더미라고 부르는 물질 덩어리에 불과한 소행성은 반면에 수천 개의 조각으로 부서질 수 있습니다. 이러한 조각은 그 자체로 위험해질 수 있습니다."

Susorney 박사는 EROS라는 프로젝트의 일환으로 소행성의 어떤 표면 특징이 내부 구조에 대해 밝힐 수 있는지 탐구하고 있습니다.

이 정보는 비용이 많이 드는 탐사 임무에 투자하기 전에 유망한 소행성에 대해 가능한 한 많이 알고 잠재적 위협에 대해 더 알고 싶어하는 미래의 우주 광산 회사에 유용할 수 있습니다.

"지구 근처에는 수천 개의 소행성이 있으며, 그 궤도가 언젠가는 지구의 궤도와 교차할 수 있습니다."라고 그녀는 말했습니다. "우리는 그들 중 소수만 방문했습니다. 우리는 대다수에 대해 거의 아는 것이 없습니다."

Susorney 박사는 가장 잘 연구된 두 소행성인 Itokawa(2005년 일본 Hayabusa 1 임무의 목표)와 Eros(1990년대 후반 NEAR Shoemaker 우주 탐사선에 의해 자세히 매핑됨)의 상세한 지형 모델을 만들려고 노력하고 있습니다.

"표면 지형은 실제로 우리에게 많은 것을 말해 줄 수 있습니다."라고 Susorney 박사는 말했습니다. "본질적으로 보풀 덩어리에 불과한 이토카와와 같은 잔해 더미 소행성이 있다면 그곳에서 매우 가파른 경사를 기대할 수 없습니다. 지원되지 않는 한 모래는 무한한 경사로 지탱될 수 없습니다. 단단한 절벽은 수 있습니다. 바위 같은 에로스(Eros)와 같은 단일체 소행성은 훨씬 더 뚜렷한 지형적 특징, 훨씬 더 깊고 가파른 분화구를 갖는 경향이 있습니다."

Susorney 박사의 채색된 지형도는 암석으로 된 단일체 소행성인 Eros(왼쪽)가 잔해 더미 소행성인 Itokawa(오른쪽)보다 더 가파른 분화구를 가지고 있음을 보여줍니다. 크레딧: Hannah Susorney

Susorney는 우주선 데이터에서 파생된 고해상도 모델을 사용하여 지상 기반 레이더 관측에서 생성된 훨씬 더 낮은 해상도의 소행성 모양 모델에 사용할 수 있는 매개변수를 찾고자 합니다.

"해상도의 차이가 상당히 큽니다."라고 그녀는 인정합니다. "고해상도 우주선 모델의 경우 수십 미터에서 수백 미터이고 지상 기반 레이더 측정에서 킬로미터입니다. 그러나 우리는 예를 들어 경사 분포가 힌트를 제공한다는 것을 발견했습니다. 소행성이 얼마나 평평하고 얼마나 많은지 험한?"

페라리 박사는 DART 임무를 준비하는 팀과 함께 일하고 있습니다. GRAINS라는 프로젝트의 일환으로 그는 충돌 대상인 Dimorphos의 내부와 다른 잔해 더미 소행성을 모델링할 수 있는 도구를 개발했습니다.

페라리 박사는 “디모르포스가 매우 빠르게 회전하던 주요 소행성 디디모스가 분출한 물질로 형성됐다고 생각하기 때문에 디모르포스가 잔해 더미일 것으로 예상한다”고 말했다. "이 방출된 물질은 재강착되어 달을 형성했습니다. 그러나 우리는 그 내부를 관찰할 수 없습니다."

교육을 받은 항공우주 엔지니어인 Dr. Ferrari는 엔지니어링 세계에서 그래뉼 역학이라는 학문에서 소행성 문제에 대한 솔루션을 차용했습니다.

"지구에서 이 기술은 모래 더미 또는 작은 입자를 포함하는 다양한 산업 공정과 같은 문제를 연구하는 데 사용할 수 있습니다."라고 페라리 박사가 말했습니다. "이것은 다른 입자(구성 요소) 간의 상호 작용을 모델링할 수 있는 수치 도구입니다. 우리의 경우에는 소행성 내부의 다양한 바위와 자갈입니다."

연구원들은 다양한 모양과 크기, 바위와 자갈의 다양한 구성, 중력 상호 작용 및 이들 사이의 마찰을 모델링하고 있습니다. 그들은 수천 개의 시뮬레이션을 실행한 다음 알려진 소행성에 대한 표면 데이터와 비교하여 잔해 더미 소행성의 행동과 구성을 이해할 수 있습니다.

태양계의 소행성대에는 점토와 규산 암으로 이루어진 C 형 소행성, 주로 금속 철로 이루어진 M 형, 규산염과 니켈 철로 이루어진 S 형이있다. 크레딧: 호라이즌

"우리는 외부 모양을 보고 표면의 다양한 특징을 연구하고 시뮬레이션과 비교할 수 있습니다."라고 페라리 박사가 말했습니다. "예를 들어, 일부 소행성에는 현저한 적도 돌출부가 있습니다."라고 그는 소행성 회전의 결과로 나타날 수 있는 적도 주변의 두꺼워짐을 언급했습니다.

시뮬레이션에서 팽창은 일부 내부 구조에서 다른 구조보다 더 두드러지게 나타날 수 있습니다.

페라리 박사는 처음으로 도구가 비구형 요소와 함께 작업할 수 있어 정확도가 크게 향상된다고 덧붙였습니다.

"구는 각진 물체와 매우 다르게 행동합니다."라고 그는 말했습니다.

이 모델은 Dimorphos의 경우 DART 충돌이 분화구를 만들고 소행성 표면에서 많은 물질을 던질 것이라고 제안합니다. 그러나 페라리 박사에 따르면 특히 분화구의 크기와 같은 많은 질문이 있습니다.

"분화구는 10미터만큼 작을 수도 있지만 폭은 100미터에 달할 수 있으며, 이는 소행성의 절반 크기를 차지합니다. 우리는 잘 모릅니다."라고 페라리 박사가 말했습니다. "잔해 더미는 까다롭습니다. 너무 느슨하기 때문에 충격을 흡수하는 것이 좋습니다."

Dimorphos에서 무슨 일이 일어나든 이 실험은 미래의 시뮬레이션과 모델을 다듬기 위한 보물 같은 데이터를 제공할 것입니다. 우리는 소행성이 예상대로 행동하는지 여부를 볼 수 있고 지구에 사는 미래 임무에 대해 더 정확한 예측을 하는 방법을 배울 수 있습니다.


열 데이터는 달 분화구에 대한 새로운 정보를 제공할 수 있습니다.

달 충돌 분화구의 나이를 결정하기 위해 Mazrouei와 그녀의 동료들은 지난 10년 동안 달 주위를 도는 NASA의 Lunar Reconnaissance Orbiter에 있는 Diviner 기기의 온도 데이터를 사용했습니다.

달 표면의 큰 암석은 고운 달의 모래 또는 표토보다 훨씬 더 오랫동안 열을 유지합니다. 표토는 추운 달 밤 동안 상당히 빠르게 냉각되지만 달 표면에서 가장 큰 암석은 따뜻하게 유지될 수 있습니다.

Mazrouei와 동료들은 이 온도 의존성을 유리하게 사용할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 최근에 달에 충돌한 분화구는 큰 암석 분출물과 관련이 있는 반면, 가장 오래된 분화구는 시간이 지남에 따라 작은 충돌에 의해 마모되어 거의 전적으로 달의 표토로 구성되어 있습니다.

“크레이터가 나이를 먹으면서” Mazrouei는 The Conversation의 기사에서 “그들이 덜 바위처럼 변한다고 설명했습니다.”

다양한 분화구의 온도를 조사함으로써, 팀은 그들이 큰 암석으로 구성되었는지 작은 표석 조각으로 구성되었는지 결정할 수 있었습니다. 이를 통해 분화구의 나이를 추정할 수 있었습니다.


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운석, 운석 및 운석

우주선은 아직 소행성에 착륙하지 않았고 화성 표면의 샘플도 지구로 가져오지 않았지만 그럼에도 불구하고 우리는 이러한 시체의 조각을 가지고 있습니다. 암석은 운석이라고 불리며 하늘에서 떨어진 암석입니다. 하늘에서 떨어지는 암석의 현실이 항상 받아들여진 것은 아니지만 오늘날 우리는 암석이 실제로 우주에서 떨어지는 것을 알고 있습니다. 일부는 상당한 피해를 입히기에 충분히 커서 충돌 시 거대한 분화구를 폭발시킵니다. 침식의 힘에도 불구하고 100개 이상의 충돌 분화구가 여전히 지구에서 볼 수 있습니다.

우주에서 온 암석은 계속해서 지구에 비를 내리며 관찰자들은 매일 몇 개의 운석을 발견합니다. 운석은 종종 대기를 통해 불같은 하강을 하며 산산조각이 나며 수 킬로미터에 걸쳐 파편을 흩뿌립니다. 머리에 직접적인 타격은 치명적이지만 운석으로 인한 인명 사망에 대한 신뢰할만한 설명은 없습니다. 그러나 운석은 적어도 1명의 사람을 다치게 하고(직격이 아닌 도탄에 의해) 집과 자동차를 손상시키고 동물을 죽였습니다. 대부분의 운석은 지구 표면의 4분의 3을 덮는 바다로 떨어집니다.

행성 간 파편이 대기로 들어가기 전에 유성체라고합니다. 그것은 행성간 공간을 여행하는 물질의 작은 조각입니다. 결국 다른 물체와 충돌하게 될 것입니다. 물론 혜성, 소행성, 행성도 행성간 공간의 빈 공간을 통과하지만 유성체는 주로 크기가 다르며 지름이 수 미터(피트)를 넘지 않으며 대개 훨씬 작습니다.

대기 중에 떨어지는 물체를 유성이라고 합니다. 유성은 대기를 빠르게 이동하면서 마찰에 의해 빠르게 가열되어 그 뒤에 밝은 자취를 남깁니다. 이 광경은 종종 "유성"이라고 불립니다.

운석이 대기를 뚫고 떨어지는 동안 살아남아 지표면에 충돌하면 운석이라고 합니다. 따라서 우주에서 떨어진 암석은 지구 표면에 있거나 행성이나 달 표면에 있는 경우에만 운석입니다.

대부분의 운석은 상세한 과학적 분석 없이는 지상 암석과 구별하기 어렵지만 도움이되는 몇 가지 단서가 있습니다. 운석은 일반적으로 대기를 통과하는 불길로 인해 어둡고 움푹 들어간 지각으로 덮여 있습니다. 일부는 금속 함량이 높기 때문에 육상 암석과 쉽게 구별할 수 있습니다. 외계 기원에 대한 궁극적 인 판단은 암석 구성에 대한 실험실 분석입니다. 이리듐과 같은 특정 희귀 원소의 존재는 지구에 존재하는 거의 모든 이리듐이 오래전에 핵으로 가라앉았고 따라서 지표 암석에는 없기 때문에 외계 기원의 주요 지표 중 하나입니다.

물리적 및 화학적 구성 측면에서 운석은 철, 돌 및 석철의 세 가지 광범위한 클래스로 나뉩니다. 일반적으로 약 90%의 철과 9%의 니켈로 구성된 철이 미량의 다른 원소와 함께 가장 흔히 발견됩니다. 돌은 지구의 지각 암석과 유사한 저밀도 규산염 물질로 구성됩니다. 현미경으로 자세히 관찰하면 많은 돌이 연골이라고 하는 규산염 구체를 포함하는 것으로 보입니다. 매끄러운 표면에 묻혀 있습니다. 따라서 이러한 운석은 콘드라이트로 알려져 있습니다. 마지막으로, 돌철 운석은 철과 돌 사이의 교배종을 나타내며 일반적으로 철에 작은 돌 조각이 고정되어 있습니다.

가장 흥미로운 종류의 콘드라이트 중 하나는 탄소질 콘드라이트입니다. 이러한 운석의 콘드룰은 다른 돌로 된 콘드라이트에 비해 많은 양의 탄소를 포함하는 물질에 묻혀 있습니다. 일반적으로 전체 질량에 비해 약 2%의 탄소입니다. 그들의 탄소 함량은 이러한 운석을 어둡게 보입니다. 탄소 질 콘드 라이트는 또한 상당한 양의 물을 포함하고 있으며 일반적으로 약 10 %입니다.

운석의 속성에 대한 자세한 내용은 읽기 과제를 참조하십시오.

운석의 대다수는 태양 성운의 물질로 구성되어 있는 것으로 보이며, 방사성 연대 측정에 따르면 이 운석은 약 46억 년 전에 태양계 자체와 동시에 형성되었음을 보여줍니다. 이 원시 운석은 태양 성운의 상태에 대한 가장 좋은 정보 출처입니다.

훨씬 더 작은 운석 그룹은 태양계 형성 이후 상당한 변화를 겪은 것으로 보이며 방사성 연대측정 결과 이러한 운석 중 일부는 원시 운석보다 젊다는 것을 보여줍니다. 천문학자들은 이 운석을 가공 운석이라고 부릅니다. 왜냐하면 그것들은 한때 태양 성운의 원래 물질을 다른 형태로 "가공"하는 더 큰 물체의 일부였기 때문입니다.

The primitive meteorites may be either carbon-poor stones or carbonaceous chondrites. Carbon compounds condense only at the relative low temperatures that were found in the solar nebula beyond 3 AU from the Sun. Thus, astronomers conclude that the carbonaceous chondrites are small rocks (asteroids only a few meters across or less) that came from the outer region of the asteroid belt or in rare instances from dust tails of comets.

The carbon-poor stones presumably formed closer to the Sun. Thus, they appear to be the remains of material from the surface of tiny asteroids in the inner part of the asteroid belt.

The processed meteorites tell a more complex story. Their compositions are similar to the cores, mantles, or crusts of terrestrial-like bodies. Thus, they must be fragments of the interior of worlds that underwent differentiation just like the terrestrial planets. That is, they are from worlds that must have been heated to high enough temperatures to melt inside, allowing metals to sink to the center and rocks to rise to the surface. It is believed that large asteroids went through a period of active volcanism shortly after they formed. Thus, processed meteorites resembling lava may have been chipped off the surface of a large asteroid by relatively small collisions. Those with corelike or mantlelike compositions (iron or stony-irons) may, on the otherhand, be fragments of asteroids that completely shattered in collisions. Thus, processed meteorites offer astronomers an opportunity to study a large dissected-asteroid.

If basaltic fragments can be chipped off the surface of an asteroid, is it possible that fragments can be chipped off a larger object such as a moon or planet? In fact, a few processed meteorites have been found that don't appear to match the compositions of asteroids but instead appear to match the composition of the Moon and Mars. Astronomers are now confident that they came from violent impacts on the Moon and Mars, which sent ejected surface material into interplanetary space. The analysis of these lunar meteorites and Martian meteorites is providing new insight into the conditions on the Moon and Mars. In at least one case, a Martian meteorite may be offering astronomers clues about whether life once existed on Mars.

Refer to your reading assignment for more on the origin of meteorites.


For this topic, study the true and false, fill in the blanks self-test, and review questions at the end of the Chapter(s) of your reading assignment. In addition, learn the key words and answer all questions that follow:

Key Terms (refer to your text for some these terms)

meteoroid
meteor
meteorite
irons
stones
stony-irons
iridium
chondrule
chondrite
carbonaceous chondrite
primitive meteorite
lunar meteorite
Martian meteorite

Review Questions (refer to your text to answer some of these questions)

1. How do meteoroids differ from asteroids and comets?
2. What is a meteor and how is it related to a "shooting star?"
3. Explain how meteors differ from meteorites.
4. Based on composition, what are the three types of meteorites?
5. What is a chondrite?
6. What are primitive meteorites?
7. What are processed meteorites?
8. What is the origin of carbonaceous chondrites?
9. What is the origin of carbon-free stones?
10. What do processed-meteorites tell astronomers about asteroids?

Advanced Questions (refer to your text to answer these questions)

1. How do astronomers know that primitive meteorites came from the asteroid belt?
2. Explain how the existence of processed meteorites tells astronomers that some asteroids once had active volcanism.
3. What evidence suggests that some processed meteorites came from the Moon and Mars?

As an option, you may post your questions to a message board. Each tutor and faculty member has a message board. Answers to your questions will be posted within 24 hours. You can also review questions and answers that have been sent to the message board during the past seven days.

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What are the chances of hitting earth?

Concerned yet? It’s scary to think just how often these events occur. In fact, there is a 1 in 20,000 chance of being killed by an impact in your life time (though this number is hotly debated, and some put it around 50,000 to 200,000…). To put that in perspective, it’s about the same chance you have of being killed in an airplane, though we tend to fear the latter a lot more than the former.

Fortunately, NASA in 1998 established the Near-Earth Objet Program Office at JPL to essentially track the skies and detect oncoming hazardous asteroids that could threaten earth. But, they only track the large ones, so the little but deadly ones can still sneak by theoretically… if they aren’t small enough to dissolve in the atmosphere that is.

It is important to note that along with identifying threat, the Near-Earth Object Program allows scientist to study these passing asteroid for important research, and possibly future resource (some day… they need geologists to study space rocks right)?


How Scientists Are ‘Looking’ Inside Asteroids? (Planetary Science)

Asteroids can pose a threat to life on Earth but are also a valuable source of resources to make fuel or water to aid deep space exploration. Devoid of geological and atmospheric processes, these space rocks provide a window onto the evolution of the solar system. But to really understand their secrets, scientists must know what’s inside them.

Only four spacecraft have ever landed on an asteroid – most recently in October 2020 – but none has peered inside one. Yet understanding the internal structures of these cosmic rocks is crucial for answering key questions about, for example, the origins of our own planet.

‘Asteroids are the only objects in our solar system that are more or less unchanged since the very beginning of the solar system’s formation,’ said Dr Fabio Ferrari, who studies asteroid dynamics at the University of Bern, Switzerland. ‘If we know what’s inside asteroids, we can understand a lot about how planets formed, how everything that we have in our solar system has formed and might evolve in the future.’

Then are also more practical reasons for knowing what’s inside an asteroid, such as mining for materials to facilitate human exploration of other celestial bodies, but also defending against an Earth-bound rock.

NASA’s upcoming Double Asteroid Redirection Test (DART) mission, expected to launch later this year, will crash into the 160m in diameter asteroid moon Dimorphos in 2022, with the aim of changing its orbit. The experiment will demonstrate for the first time whether humans can deflect a potentially dangerous asteroid.

But scientists have only rough ideas about how Dimorphos will respond to the impact as they know very little about both this asteroid moon, and its parent asteroid, Didymos.

To better address such questions, scientists are investigating how to remotely tell what’s inside an asteroid and discern its type.

There are many types of asteroids. Some are solid blocks of rock, rugged and sturdy, others are conglomerates of pebbles, boulders and sand, products of many orbital collisions, held together only by the power of gravity. There are also rare metallic asteroids, heavy and dense.

‘To deflect the denser monolithic asteroids, you would need a bigger spacecraft, you would need to travel faster,’ said Dr Hannah Susorney, a research fellow in planetary science at the University of Bristol, the UK. ‘The asteroids that are just bags of material – we call them rubble piles – can, on the other hand, blow apart into thousands of pieces. Those pieces could by themselves become dangerous.’

Dr Susorney is exploring what surface features of an asteroid can reveal about the structure of its interior as part of a project called EROS.

This information could be useful for future space mining companies who would want to know as much as possible about a promising asteroid before investing into a costly prospecting mission as well as knowing more about potential threats.

‘There are thousands of near-Earth asteroids, those whose trajectories could one day intersect with that of the Earth,’ she said. ‘We have only visited a handful of them. We know close to nothing about the vast majority.’

During the fourth ever landing on an asteroid, Bennu was mapped thanks to a mosaic of images collected by NASA’s OSIRIS-REx spacecraft. Peering inside an asteroid is the next crucial step. Image credit – NASA/Goddard/University of Arizona

Dr Susorney is trying to create detailed topography models of two of the most well-studied asteroids – Itokawa (the target of the 2005 Japanese Hayabusa 1 mission) and Eros (mapped in detail by the NEAR Shoemaker space probe in the late 1990s).

‘The surface topography can actually tell us a lot,’ Dr Susorney said. ‘If you have a rubble pile asteroid, such as Itokawa, which is essentially just a bag of fluff, you cannot expect very steep slopes there. Sand cannot be held up into an infinite slope unless it’s supported. A solid cliff can. The rocky monolithic asteroids, such as Eros, do tend to have much more pronounced topographical features, much deeper and steeper craters.’

Susorney wants to take the high-resolution models derived from spacecraft data and find parameters in them that could then be used in the much lower resolution asteroid shape models created from ground-based radar observations.

‘The difference in the resolution is quite substantial,’ she admits. ‘Tens to hundreds of metres in the high-res spacecraft models and kilometres from ground-based radar measurements. But we have found that, for example, the slope distribution gives us a hint. How much of the asteroid is flat and how much is steep?’

Coloured topographical maps from Dr Susorney show Eros (left), a rocky monolithic asteroid, as having steeper craters than Itokawa (right), a rubble pile asteroid. Image credit – Hannah Susorney

Dr Ferrari is working with the team preparing the DART mission. As part of a project called GRAINS, he developed a tool that enables modelling of the interior of Dimorphos, the impact target, as well as other rubble pile asteroids.

‘We expect that Dimorphos is a rubble pile because we think that it formed from matter ejected by the main asteroid, Didymos, when it was spinning very fast,’ Dr Ferrari said. ‘This ejected matter then re-accreted and formed the moon. But we have no observations of its interior.’

An aerospace engineer by education, Dr Ferrari borrowed a solution for the asteroid problem from the engineering world, from a discipline called granular dynamics.

‘On Earth, this technique can be used to study problems such as sand piling or various industrial processes involving small particles,’ Dr Ferrari said. ‘It’s a numerical tool that allows us to model the interaction between the different particles (components) – in our case, the various boulders and pebbles inside the asteroid.’

‘Asteroids are the only objects in our solar system that are more or less unchanged since the very beginning of the solar system’s formation.’

— Dr Fabio Ferrari, University of Bern, Switzerland

Rubble pile

The researchers are modelling various shapes and sizes, various compositions of the boulders and pebbles, the gravitational interactions and the friction between them. They can run thousands of such simulations and then compare them with surface data about known asteroids to understand rubble pile asteroids’ behaviour and make-up.

‘We can look at the external shape, study various features on the surface, and compare that with our simulations,’ Dr Ferrari said. ‘For example, some asteroids have a prominent equatorial bulge,’ he says, referring to the thickening around the equator that can appear as a result of the asteroid spinning.

In the simulations, the bulge might appear more prominent for some internal structures than others.

For the first time, Dr Ferrari added, the tool can work with non-spherical elements, which considerably improves accuracy.

‘Spheres behave very differently from angular objects,’ he said.

The model suggests that in the case of Dimorphos, the DART impact will create a crater and throw up a lot of material from the asteroid’s surface. But there are still many questions, particularly the size of the crater, according to Dr Ferrari.

‘The crater might be as small as ten metres but also as wide as a hundred metres, taking up half the size of the asteroid. We don’t really know,’ said Dr Ferrari. ‘Rubble piles are tricky. Because they are so loose, they might as well just absorb the impact.’

No matter what happens on Dimorphos, the experiment will provide a treasure trove of data for refining future simulations and models. We can see whether the asteroid behaves as we expected and learn how to make more accurate predictions for future missions that lives on Earth may very well depend on.

The solar system’s asteroid belt contains C-type asteroids, which likely consist of clay and silicate rocks, M-type, which are composed mainly of metallic iron, and S-type, which are formed of silicate materials and nickel-iron. Image credit – Horizon

The research in this article was funded by the EU.

나타난 그림:The shape of asteroids such as 243 Ida can reveal information about what they’re made of, which can, in turn, tell us more about the formation of the solar system. Image credit – NASA/JPL/USGS


비디오 보기: გასეირნება მთვარეზე. Marche Du La Lune (구월 2022).


코멘트:

  1. Kazigrel

    재산의 미소를 보면 지갑을 즉시 풀어주는 것은 무례합니다.

  2. Kajill

    이 질문을 이해합니다. It can be discussed.

  3. Madden

    One girl was happy. Happiness is also not in debt. How much shit does not fit in my head! The higher the intelligence, the lower the kisses. Eat a live toad in the morning, and nothing worse will happen to you that day. No one has died of knowledge yet, but you shouldn't risk it!

  4. Mikagal

    My friend's wife is not a woman for me ... But if she is pretty. ... ... he is not my friend



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