금성이나 명왕성에 있는 것을 연구하고 몇가지 단서를 찾았습니다.

화성이나 금성 표면에 있는 것은 어떤 기분일까요? 아니면 명왕성이나 토성의 위성인 타이탄과 같이 더 멀리 떨어져 있습니까?

 

이러한 호기심은 65년 전 스푸트니크 1호가 발사된 이래 우주 탐사의 발전을 주도했습니다.그러나 우리는 태양계의 다른 행성 에 대해 알려진 것의 표면을 긁기 시작했을 뿐입니다.

 

오늘 네이처 천문학(Nature Astronomy )에 발표된 우리의 새로운 연구는모래 언덕과 같은 일부 가능성이 없는 후보 가 멀리 떨어진 행성에 서 있을 때 경험할 수 있는 날씨와 조건에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 방법을 보여줍니다.

 

모래 알갱이에 무엇이 들어 있습니까?

영국 시인 윌리엄 블레이크(William Blake )는 "한 알의 모래 에서 세상을 본다"는 것이 무엇을 의미하는지 궁금해한 것으로 유명합니다.

 

우리의 연구에서 우리는 이것을 문자 그대로 받아들였습니다. 아이디어는 모래 언덕의 존재를 사용하여 세계 표면에 어떤 조건이 존재하는지 이해하는 것이었습니다.

 

모래언덕이 존재하기 위해서는 한 쌍의 "Goldilocks" 기준이 충족되어야 합니다. 첫째는 부식되기는 하지만 내구성이 있는 곡물의 공급입니다. 또한 그 곡물이 땅을 가로질러 뛸 만큼 충분히 빠른 바람이 있어야 하지만 대기로 높이 날릴 만큼 빠르지는 않습니다.

 

지금까지 바람과 퇴적물의 직접적인 측정은 지구와 화성에서만 가능했다. 그러나 우리는 위성 을 통해 여러 다른 천체(그리고 심지어 혜성 까지)에서 바람에 날린 퇴적물의 특징을 관찰했습니다. 이 몸체에 그러한 모래 언덕이 있다는 것은 Goldilocks 조건이 충족되었음을 의미합니다.

 

우리의 작업은 금성, 지구, 화성, 타이탄, 트리톤(해왕성의 가장 큰 위성) 및 명왕성에 초점을 맞췄습니다. 이 기관에 대한 해결되지 않은 논쟁은 수십 년 동안 계속되었습니다.

 

트리톤과 명왕성의 표면에서 바람에 날리는 것처럼 보이는 특징을 얇고 가느다란 대기와 어떻게 제곱할 수 있습니까? 화성을 지탱하기에는 너무 약한 것처럼 보이는 바람을 측정했음에도 불구하고 화성에서 그렇게 많은 모래와 먼지 활동을 보는 이유는 무엇입니까?

 

그리고 금성의 두껍고 숨 막힐 정도로 뜨거운 대기는 지구에서 공기나 물이 움직이는 것과 비슷한 방식으로 모래를 움직인다?

 

토론 진행

우리의 연구는 이러한 물체의 퇴적물을 이동시키는 데 필요한 바람과 그 퇴적물이 바람에 얼마나 쉽게 부서질 것인지에 대한 예측을 제공합니다.

 

우리는 많은 다른 연구 논문의 결과를 조합하고 우리가 얻을 수 있는 모든 실험 데이터에 대해 테스트하여 이러한 예측을 구성했습니다.

 

그런 다음 우리는 중력, 대기 조성, 표면 온도 및 퇴적물의 강도를 포함한 변수의 망원경과 위성 측정을 사용하여 6개의 천체 각각에 이론을 적용했습니다.

우리 이전의 연구에서는 모래를 이동하는 데 필요한 풍속 임계값이나 다양한 퇴적물 입자의 강도를 조사했습니다. 우리의 연구는 이것들을 함께 결합하여 이 몸체의 모래를 운반하는 날씨에서 입자가 얼마나 쉽게 부서질 수 있는지 조사했습니다.

 

예를 들어 우리는 타이탄의 적도에 사구가 있다는 것을 알고 있지만 적도를 둘러싸고 있는 퇴적물이 무엇인지 확신할 수 없습니다. 대기에서 비가 내리는 순수한 유기 연무입니까, 아니면 밀도가 더 높은 얼음과 혼합되어 있습니까?

밝혀진 바와 같이, 우리는 유기 연무의 느슨한 집합체가 타이탄의 적도에서 바람에 날리면 충돌 시 분해된다는 것을 발견했습니다.

 

이것은 타이탄의 모래언덕이 순전히 유기적인 연무로 만들어지지 않았을 가능성이 있음을 의미합니다. 모래 언덕을 건설하려면 퇴적물이 바람에 오랫동안 날려야 합니다(지구의 모래 언덕 중 일부는 백만 년 전입니다).

우리는 또한 메탄이나 질소 얼음을 운반하기 위해 명왕성에서 풍속이 지나치게 빨라야 한다는 것을 발견했습니다(이것이 명왕성의 사구 퇴적물이 가정된 것입니다). 이것은 명왕성 평원의 "사구"인 스푸트니크 평원( Sputnik Planitia )이 전혀 사구 인지에 대한 의문을 불러일으킨다.

 

그것들은 대신 승화 파동 일 수 있습니다.이것들은 퇴적물 침식 대신 물질의 승화로 만들어진 모래 언덕과 같은 지형입니다 (화성의 북극 모자에서 볼 수 있는 것과 같은).

 

화성에 대한 우리의 결과는 지구보다 화성에서 바람 에 날린 모래 운반에서 더 많은 먼지가 생성된다는 것을 시사합니다. 이것은 화성 대기의 우리 모델이 밤에 내리막으로 부는 차가운 돌풍인 화성의 강한 " 카타바틱 " 바람을 효과적으로 포착하지 못할 수 있음을 시사합니다.

 

우주 탐사의 가능성

이 연구는 우주 탐사의 흥미로운 단계에 있습니다.

화성의 경우 관측 자료가 상대적으로 많습니다. 5개의 우주 기관이 궤도 또는 제자리에서 활발한 임무를 수행하고 있습니다. 우리와 같은 연구는 이러한 임무의 목적과 Perseverance 및 Zhurong과 같은 탐사선이 택한 경로를 알려주는 데 도움이 됩니다.

 

태양계 바깥쪽에서 트리톤은 1989년 NASA 보이저 2호의 비행 이후 자세히 관찰되지 않았습니다. 현재 미션 제안 이 있는데 선택되면 트리톤을 연구하기 위해 2031년에 탐사선을 발사한 후 스스로를 소멸시키는 것입니다. 해왕성의 대기권으로 날아가서 향후 10년 동안 Venus와 Titan에 계획된 임무는 이 두 가지에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으킬 것입니다. 2027년 지구를 떠나 2034년 타이탄에 도착할 예정인 NASA의 잠자리 임무는 달의 모래 언덕에 무인 헬리콥터를 착륙시킬 예정이다.

 

명왕성은 NASA의 진행 중인 New Horizons 임무에 의해 2015년 비행 중에 관찰되었지만 돌아올 계획은 없습니다.