물에 잠긴 화성에 대한 예술가의 인상. (NASA EO/Joshua Stevens, NOAA, JPL-Caltech/USGS, Sean Garcia/WU) 우리는 종종 지구와 지구 사이의 강한 유사성에 대해 이야기합니다. 화성 , 그러나 한 행성에 생명체가 있고 다른 행성에는 없는 이유 뒤에 있을 가능성이 있는 차이점은 적어도 우리가 지금까지 발견한 생명체는 없습니다.
특히 새로운 연구에 따르면 크기 불일치가 발생할 수 있습니다. 화성의 지름은 지구 지름의 53%에 불과하며(크기의 절반이 조금 넘음), 화성이 우리가 알고 있는 생명체에 필수적인 휘발성 물질(예: 물)에 매달리는 것은 불가능합니다.
'화성의 운명은 처음부터 정해져 있었다' 행성 과학자 Kun Wang은 말합니다. 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학의
'질량이 화성을 능가하는 판구조론과 생명체가 살기에 충분한 물을 보유하기 위한 암석 행성의 크기 요건에 대한 임계값이 있을 가능성이 있습니다.'
지구와 태양계의 다른 지구형 행성 사이에는 많은 차이점이 있지만, 어떤 요소가 생명체의 출현에 도움이 되며 어떤 요소가 그것을 방해하는지 확인하기 어려울 수 있습니다.
그러나 우리는 지구상의 생명체가 존재하기 위해 필요하고 거기에서 일하기 위해 필요한 몇 가지를 볼 수 있습니다.
지구 생명체가 필요로 하는 한 가지는 액체 상태의 물이므로 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 조건은 행성 거주 가능성 체크리스트의 핵심 항목 중 하나입니다. 우리는 화성에 지표수가 있었다는 것을 알고 있습니다. 우리는 태양계가 아직 젊었을 때 화성에서 발굴된 화성 운석에서 그 증거를 보았습니다. 그러나 오늘날 화성은 먼지가 많고 건조하며 황량하며 표면의 모든 물이 얼어 있습니다.
비교적 습한 행성에서 건조한 먼지통으로의 전환은 때때로 화성의 잃어버린 자기장에 기인합니다. 그러나 다음과 같은 다른 요인이 휘발성 물질의 보유에 역할을 할 가능성이 있습니다. 우주 물체의 표면 중력 ; 참고로 지구의 중력은 화성의 2.66배입니다. 그래서 왕과 그의 팀은 조사에 착수했습니다.
특히, 그들은 다른 휘발성 원소와 화합물에 대한 추적자로 사용하여 다양한 태양계 물체에 있는 중간 정도의 휘발성 원소인 칼륨의 풍부함을 조사하기 시작했습니다.
칼륨 동위원소 비율은 화성 과정과 충격에 의한 기화에 둔감하기 때문에 행성 내부의 휘발성 고갈에 대한 강력한 대용물이기 때문입니다.
'화성 운석은 화성의 화학적 구성을 연구할 수 있는 유일한 샘플입니다.' 왕 라고 .
'저 화성 운석은 수억 년에서 40억 년까지 다양한 연령을 가지며 화성의 변덕스러운 진화 역사를 기록했습니다. 칼륨과 같은 중간 정도의 휘발성 원소의 동위 원소를 측정함으로써 우리는 벌크 행성의 휘발성 고갈 정도를 추론하고 다른 태양계 천체를 비교할 수 있습니다.'
팀은 화성의 벌크 규산염 조성을 대표하는 것으로 보이기 때문에 선택된 20개의 화성 운석에서 칼륨의 동위원소 조성을 연구했습니다. 그런 다음 이 조성을 다양한 질량의 다른 세 가지 태양계 내부 물체의 알려진 벌크 규산염 조성과 비교했습니다. 달 , 그리고 소행성 베스타 여신.
그 결과 화성은 형성 과정에서 지구보다 더 많은 휘발성 물질을 잃었지만 달과 베스타보다는 더 많이 보유하고 있었으며 둘 다 화성보다 훨씬 작고 건조했습니다.
'미분화된 원시 운석보다 분화된 행성에서 휘발성 원소와 그 화합물의 양이 훨씬 적은 이유는 오랜 의문이었습니다.' 행성 과학자 Katharina Lodders는 말합니다 워싱턴 대학의.
'칼륨 동위원소 조성과 행성 중력의 상관관계에 대한 발견은 분화된 행성이 휘발성 물질을 언제 어떻게 받았는지에 대한 중요한 정량적 의미를 지닌 새로운 발견입니다.'
이것은 행성의 역사에 대한 우리의 이해에 영향을 미친다고 연구원들은 말했습니다. 이전 연구에 따르면 화성은한때는 정말 눅눅했다. 중력과 휘발성 유지 사이의 이 새로운 상관 관계는 화성이 한때 가지고 있던 물의 양을 제한하는 데 도움이 될 수 있습니다.
또한 이 발견은 태양계 외부의 거주 가능한 세계를 찾는 데 영향을 미칩니다. 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재하는 데 영향을 미치는 한 가지 요인은 온도이며, 이는 항성과의 근접성과 관련이 있습니다. 너무 가깝고 물이 증발합니다. 너무 멀리, 그리고 그것은 멈춥니다.
우리는 또한 우리와 별 사이를 이동할 때 얼마나 많은 별빛을 차단하는지, 그리고 별이 외계 행성과 상호 궤도에서 얼마나 많이 움직이는지를 기반으로 외계 행성의 크기와 질량을 측정할 수 있습니다. 따라서 팀의 작업은 액체 물에 비해 너무 작은 외계 행성을 배제하는 데 도움이 될 수 있습니다.
'외계행성의 크기는 결정하기 가장 쉬운 매개변수 중 하나' 왕이 말했다 .
'크기와 질량을 기반으로 하여 우리는 외계행성이 생명체의 후보인지 여부를 알 수 있습니다. 휘발성 유지에 대한 1차 결정 요소는 크기이기 때문입니다.'
연구는 PNAS .