다양한 운석의 기원: 소행성대 내 미지의 근원지 추적

최근 학술지 "Meteoritics & Planetary Science" 온라인 판에 게재된 리뷰 논문에서 천문학자들은 관측된 운석 낙하의 충돌 궤적을 추적하여 소행성대 내 여러 미지의 근원 지역을 밝혀냈습니다. SETI 연구소 및 NASA 에임스 연구 센터의 운석 천문학자이자 주 저자인 피터 제니스크ens 박사는 "이는 10년간의 탐정 이야기였으며, 기록된 각 운석 낙하는 새로운 단서를 제공했습니다. 우리는 이제 소행성대의 지질학적 지도의 첫 번째 윤곽을 갖게 되었습니다."라고 말했습니다.

 

 

 

전 지구 화구 관측 네트워크 구축

10년 전, 제니스크ens 박사는 커틴 대학교의 천문학자 아드리앙 드빌푸아 박사와 호주 동료들과 협력하여 캘리포니아와 네바다에 전천 카메라 네트워크를 구축했습니다. 이 네트워크는 운석이 지구 대기권에 진입할 때 발생하는 밝은 빛을 포착하고 추적할 수 있습니다. 수년에 걸쳐 많은 연구 기관과 시민 과학자들이 이 노력에 참여했습니다. 드빌푸아 박사는 "다른 연구진들도 전 세계에 유사한 네트워크를 구축했으며, 이들이 모여 전 지구 화구 관측소(Global Fireball Observatory)를 형성했습니다. 수년에 걸쳐 우리는 회수된 17개의 운석 낙하 경로를 추적했습니다."라고 설명했습니다.

 

 

시민 과학과 전용 네트워크의 기여

전 세계 시민 과학자들이 제공한 현관 벨 및 차량용 블랙박스 영상과 다른 전용 네트워크를 통해 훨씬 더 많은 화구가 추적되었습니다. 제니스크ens 박사는 "이러한 노력으로 총 75개의 실험실 분류된 운석이 비디오 및 사진 카메라로 추적된 충돌 궤적과 함께 확보되었습니다. 이는 운석이 지구로 접근하는 방향에서 일정한 패턴을 발견하기에 충분한 수치입니다."라고 강조했습니다.

 

 

 

소행성대: 운석의 주요 발원지

대부분의 운석은 화성과 목성 사이의 영역인 소행성대에서 유래합니다. 이 지역에는 1km보다 큰 백만 개 이상의 소행성이 태양 주위를 공전하고 있습니다. 이러한 암석들은 과거 충돌로 인해 부서진 소수의 더 큰 소행성에서 비롯되었으며, 그 파편들이 이 지역에 흩어져 있습니다. 오늘날에도 소행성들은 충돌하여 소행성 가족 내에서 파편 지대, 즉 클러스터를 형성합니다. 이번 연구는 이러한 충돌과 파편 형성이 다양한 유형의 운석이 지구로 향하는 궤적에 특정한 패턴을 남긴다는 것을 시사합니다. 연구진은 확보된 75개의 운석 궤적 데이터를 분석하여 특정 운석 유형이 이전에 알려지지 않았던 소행성대 내 특정 지역에서 더 자주 유래한다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 소행성대의 구성과 진화에 대한 새로운 통찰력을 제공하며, 지구로 향하는 잠재적 위협을 이해하는 데에도 기여할 수 있습니다.

 

 

 

철이 풍부한 보통 콘드라이트 운석의 기원: 코로니스 파편 지대

제니스크ens 박사는 철이 풍부한 보통 콘드라이트 운석(H 콘드라이트) 12개가 온전한 주 소행성대 저지대에 위치한 "코로니스"라는 파편 지대에서 유래했다는 사실을 새롭게 발견했다고 밝혔습니다. 이 운석들은 이 파편 지대와 일치하는 공전 주기를 가진 낮은 경사각의 궤도로부터 지구에 도달했습니다.

 

 

우주선 노출 연대 측정을 통한 운석 기원 규명

천문학자들은 우주선 노출로 인해 생성된 방사성 원소의 양을 측정하여 이 암석들이 소행성 표면 아래에서 얼마나 오래전에 파헤쳐졌는지 추정할 수 있습니다. 운석의 이러한 우주선 노출 연대는 일부 소행성 파편 지대의 역학적 연대와 일치하는 것으로 밝혀졌습니다. 과학자들은 크기가 다른 소행성들이 시간이 지남에 따라 얼마나 흩어졌는지를 측정하여 파편 지대의 역학적 연대를 결정합니다.

 

 

 

코로니스 파편 지대 내 클러스터의 연대 측정

제니스크ens 박사는 "운석의 우주선 노출 연대를 측정한 결과, 이 12개 운석 중 3개는 역학적 연대가 580만 년인 코로니스 내 카린 클러스터에서, 2개는 역학적 연대가 1천만 년에서 1천5백만 년 사이인 코로니스2 클러스터에서 유래했다는 것을 알 수 있었습니다. 또 다른 운석 하나는 약 8천3백만 년의 역학적 연대를 가진 코로니스3 클러스터의 나이를 알려줄 수 있을 것입니다."라고 설명했습니다.

 

 

 

중앙 및 내부 주 소행성대에서의 H 콘드라이트 기원

제니스크ens 박사와 드빌푸아 박사는 또한 경사각이 큰 궤도를 가진 H 콘드라이트 그룹을 발견했는데, 이들은 역학적 연대가 약 6백만 년인 중앙 주 소행성대의 넬레 소행성군에서 유래한 것으로 보입니다. 목성과의 근처 3:1 평균 운동 공명은 관측된 바와 같이 궤도 경사각을 증가시킬 수 있습니다. 약 3천5백만 년의 우주선 노출 연대를 가진 세 번째 H 콘드라이트 그룹은 내부 주 소행성대에서 유래했습니다.

 

 

마살리아 소행성군: 내부 주 소행성대 H 콘드라이트의 모체

제니스크ens 박사는 "우리의 견해로는 이 H 콘드라이트들은 내부 주 소행성대 저지대에 위치한 마살리아 소행성군에서 유래했는데, 그 이유는 이 소행성군이 비슷한 역학적 연대를 가진 클러스터를 가지고 있기 때문입니다. 그 클러스터를 형성한 소행성, 즉 (20) 마살리아는 H 콘드라이트 유형의 모체입니다."라고 덧붙였습니다. 이번 연구 결과는 다양한 유형의 운석이 소행성대 내의 특정 파편 지대 및 소행성군과 관련되어 있음을 보여주며, 소행성대의 구조와 진화, 그리고 지구로 낙하하는 운석의 기원을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다.