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Hayabusa2의 2차 Ryugu 착륙을 묘사하는 아티스트의 렌더링. 제공: JAXA |
화성 탐사에서부터 소행성 충돌, 그리고 은하계 관찰에 이르기까지 우주 탐사의 새로운 물결이 우주에 대한 우리의 이해를 넓히고 있습니다. 한 임무에서는 사진 이상의 것을 얻었습니다.
외계 모래와 자갈 한 스푼이 과학자들에게 초기 우주의 일부를 연구할 수 있도록 해줍니다. 일본 우주 탐사국(JAXA)은 소행성 샘플을 지구로 가져왔으며 연구원들은 METTLER TOLEDO의 고정밀 저울을 사용하여 이 샘플들을 조사했습니다.
우리의 태양계에는 46억 년 전에 형성된 수많은 암석 조각이 남아 있습니다. 미국 항공 우주국(NASA)에 따르면, 태양 주위를 도는 소행성이 100만 개 이상이라고 합니다. 이를 통해, 암석이 지구의 기원에 대한 통찰력을 제공하는 것과 같은 방식으로 태양계가 어떻게 형성되었는지 밝히는 데 도움이 됩니다. 지속적인 지질 변화에 노출되는 육상 암석과 달리 소행성은 원시적 속성을 유지합니다.
2018년과 2019년에 JAXA의 Hayabusa2 우주선이 Ryugu라는 지구 근처 소행성을 탐사했습니다. Hayabusa2는 이 소행성 연구를 위해 1년 넘게 소행성 옆을 비행했습니다. 또한 이 우주선은 표면 샘플 수집을 위해 소행성이 착륙하기도 했습니다. 그리고, 소행성의 작은 분화구를 폭발시켜 지하 물질을 노출시킨 다음 2차 착륙 중에 수집했습니다.
Hayabusa2는 2020년에 약 5 g(0.17온스)의 무광택 검정색 모래와 자갈 샘플을 포함하는 재진입 캡슐을 지구로 보냈습니다. 이는 한 스푼의 물질에 불과하지만 연구자들이 예상한 것보다는 많은 양이었습니다.
이 샘플들은 밀봉된 캡슐에 담겨 도착했기 때문에 지구에서 발견된 운석과는 다릅니다. 소행성의 파편은 대기권을 뚫고 지구에 떨어지는 즉시 오염됩니다. 일본 연구원들은 Ryugu 샘플이 지금까지 연구된 것 중 가장 깨끗한 외계 물질이라고 말합니다.
과학자들은 재료가 오염되지 않도록 유지하기 위해 주의 깊게 통제된 조건에서 작업했습니다. 샘플들은 클린 챔버 내의 진공 상태에서 개봉되었으며 샘플의 일부는 고순도 질소 환경에서 검사되었습니다. 다른 샘플 재료는 향후 연구를 위해 진공 환경에 보관되었습니다. 이러한 접근 방식을 통해 연구원들은 물질을 우주에서의 상태 그대로 유지할 수 있었습니다.
샘플의 초기 분석은 현미경, 분광기 및 전자저울에 의존했습니다. 소행성 모래의 무게를 측정하기 위해, JAXA 연구원들은 최소 12밀리그램의 무게를 측정할 수 있으며 0.1밀리그램의 해독도를 제공하는 METTLER TOLEDO XPR404S 정밀 저울을 사용했습니다. 소행성 샘플의 순도가 중요한 이 고유한 Application을 위해 저울이 수정되었습니다. 칭량 장치와 디스플레이가 분리되었고, 클린 챔버 내부에 칭량 장치가 배치되었습니다.
연구팀은 두 개의 과학 논문에 첫 번째 연구 결과를 발표했습니다. 한 연구에서는 표면과 지하 물질이 동일하다는 것을 보여줍니다. 수집된 샘플들은 전체 소행성을 대표합니다. 두 번째 연구에서는 소행성 물질이 탄소가 풍부한 유기 화합물을 포함하고 있다는 것을 발견했습니다.
과학자들은 Ryugu 샘플을 계속 연구하고 있습니다. 올해 JAXA 연구원들은 발견된 유기 화합물에 대해 자세히 설명하는 새로운 연구를 발표했습니다. 이 발견은 오래 전 소행성과의 충돌이 생명체의 구성 요소를 우주 공간에서 지구로 옮겼을 수도 있다는 이론을 강화합니다.
또한 JAXA는 NASA 및 다른 국제 연구자들이 우주의 기원에 대한 추가 조사를 위해 샘플의 일부를 이용할 수 있도록 했습니다.