지구와 화성에는 행성 화학과 잠재적 생명에 중요한 구리와 아연과 같은 원소의 함량이 놀라울 정도로 적습니다. 새로운 연구는 기존 이론을 뒤집고 이러한 요소가 행성의 초기 구성 요소에 풍부하다는 것을 보여줍니다. 실제 피해는 이전에 생각했던 초기 형성 기간이 아닌 후기 우주 충돌에서 발생했을 가능성이 높습니다. 이 발견은 지구와 같은 거주 가능한 행성이 어떻게 형성되었는지에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다.
초기 태양계에서 행성 형성 중 행성 충돌. 이미지 출처 : 칸바 코우지
수십 년 동안 과학자들은 근본적인 미스터리를 풀려고 노력해 왔습니다. 지구의 핵심 요소는 어디에서 오는가? 왜 이러한 요소 중 일부가 사라지나요? 새로운 연구는 지구가 어떻게 형성되었는지에 대한 우리의 이해를 재구성하는 예상치 못한 답을 제공합니다.
애리조나 주립대학교의 조교수인 Damanveer Grewal이 주도하고 Caltech, Rice University 및 MIT의 연구원들과 공동으로 진행한 이 연구는 지구와 화성에 중간 휘발성 원소(MVE)가 부족한 이유에 대한 오랜 이해에 도전합니다. 구리 및 아연과 같은 이러한 원소는 행성 화학에 매우 중요하며 종종 물, 탄소 및 질소와 같은 생명 유지 성분과 함께 존재합니다. 그들의 기원을 추적하는 것은 지구가 어떻게 거주 가능하게 되었는지 이해하는 데 중요합니다.
레이저 구동 자화에 대한 무충돌 충격 실험. 이미지 출처: Hui-bo Tang et al.
Science Advances 저널에 발표된 이 연구는 철 운석을 연구하기 위해 새로운 접근 방식을 사용했습니다. 철운석은 초기 태양계에서 형성된 고대 행성 빌딩 블록, 즉 행성의 금속이 풍부한 잔재물입니다.
“우리는 태양계 내부의 첫 번째 행성에 이러한 원소가 예상치 못하게 풍부했다는 확실한 증거를 발견했습니다.”라고 Grewal은 말했습니다. "이 발견은 행성이 어떻게 성분을 획득하는지에 대한 우리의 이해를 재편합니다."
이전에 과학자들은 MVE가 초기 태양계에서 완전히 응축되지 않았거나 행성 분화 과정에서 탈출했기 때문에 사라진다고 생각했습니다. 그러나 이 연구는 다른 이야기를 보여줍니다. 많은 초기 행성이 MVE를 유지했으며, 이는 지구와 화성의 구성 요소가 나중에 격렬한 우주 충돌로 인해 형성되어 형성되는 동안 손실되었음을 시사합니다.
실험적인 이온 속도 스펙트럼 및 1차원 PIC 시뮬레이션. 이미지 출처: Hui-bo Tang et al.
놀랍게도 연구팀은 많은 내부 태양계 행성이 콘드라이트와 같은 MVE 풍부함을 유지하고 있다는 사실을 발견했는데, 이는 이들이 분화를 거치면서 MVE를 축적하고 보존했음을 시사합니다. 이는 지구와 화성의 조상이 처음에는 이러한 요소가 부족한 것이 아니었지만 태양 성운에서 불완전한 응축이나 행성 분화가 아닌 장기적인 충돌 성장 중에 점차 손실되었음을 시사합니다.
"우리의 연구는 행성의 화학적 진화에 대한 우리의 이해를 재정의합니다"라고 Grewal은 설명했습니다. "지구와 화성의 구성 요소는 원래 생명에 필수적인 요소가 풍부했지만 행성이 성장하는 동안 격렬한 충돌로 인해 고갈되었음을 보여줍니다."
/scitechdaily에서 편집됨