하와이 대학의 과학자들은 지구의 플라즈마 시트에서 나온 전자가 달의 풍화 작용에 영향을 미치고 물 형성에 기여할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이번 발견은 지구와 달의 관계에 대한 우리의 이해를 심화시키고 미래 탐사의 기회를 제공합니다.
마노아에 있는 하와이 대학의 행성 과학자들이 이끄는 연구팀은 지구의 플라즈마 시트에 있는 고에너지 전자가 달 표면의 풍화 과정에 기여하고 있으며, 중요한 것은 이러한 전자가 달 표면에 물의 형성에 기여할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이 연구는 9월 14일 Nature Astronomy 저널에 게재되었습니다.
달의 물 농도와 분포를 이해하는 것은 달의 형성과 진화를 이해하고 미래 인류 탐사를 위한 수자원을 제공하는 데 매우 중요합니다. 새로운 발견은 또한 이전에 달의 영구적인 그림자 지역에서 발견되었던 얼음의 기원을 설명하는 데도 도움이 됩니다.
지구의 자기로 인해 지구 주위에는 우주 풍화 작용과 태양으로부터의 파괴적인 방사선으로부터 지구를 보호하는 자기권이라고 불리는 힘의 장이 있습니다. 태양풍은 자기권을 밀고 모양을 변경하여 밤쪽에 긴 꼬리를 형성합니다. 마그네토테일 내의 플라즈마 시트는 지구와 태양풍에서 유래할 수 있는 고에너지 전자와 이온으로 구성된 영역입니다.
이전에 과학자들은 달과 기타 공기가 없는 천체의 우주 풍화 작용에서 고에너지 이온의 역할에 주로 초점을 맞춰왔습니다. 양성자와 같은 고에너지 입자로 구성된 태양풍은 달 표면에 충격을 가하며 달에 물이 형성되는 주요 방식 중 하나로 간주됩니다.
마노아 대학교 해양 및 지구 과학 기술 대학(SOEST)의 부연구원 Shuai Li는 이전에 지구의 자기 꼬리에 있는 산소가 달 극지방의 철을 부식시키고 있음을 보여주었습니다.
"이것은 달 표면의 물 형성을 연구하기 위한 천연 실험실을 제공합니다." 달이 자기꼬리 바깥쪽에 있을 때, 달 표면은 태양풍의 충격을 받습니다. 태양풍 양성자가 거의 없는 마그네토테일 내부에서는 물 형성이 거의 0으로 떨어질 것으로 예상됩니다.
Li와 공동 저자는 2008년에서 2009년 사이에 인도의 Moon Mineralogy Mapper 장비로 수집한 원격 감지 데이터를 분석했습니다. 그들은 달이 플라즈마 시트를 포함하는 지구의 자기 꼬리를 통과할 때 물 형성의 변화를 평가했습니다.
"놀랍게도 원격탐사 관측을 통해 지구의 자기꼬리에서 물의 형성이 달이 지구의 자기꼬리 밖에 있을 때와 거의 동일하다는 것이 밝혀졌습니다."라고 Li는 말했습니다. "이것은 태양풍 양성자 주입과 직접적인 관련이 없는 자기 꼬리에 다른 물 형성 과정이나 새로운 수원이 있을 수 있음을 시사합니다. 특히 고에너지 전자의 복사는 태양풍 양성자와 유사한 효과를 나타냅니다. 이 발견과 녹슨 달 극에 대한 이전 발견은 어머니 지구가 인식할 수 없는 여러 방식으로 달과 밀접하게 연결되어 있음을 시사합니다."
향후 연구에서 Li는 달이 지구의 자기꼬리를 통과하는 여행의 여러 단계에 있기 때문에 NASA의 Artemis 프로그램을 통해 달 탐사에 참여하여 달 극 표면의 플라즈마 환경과 수분 함량을 모니터링하기를 희망합니다.