살펴보기 왜소행성 명왕성과 토성의 가장 큰 달인 타이탄은 천문학자들을 당황하게 만들었다. 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)는 분광학 데이터베이스에 기록된 어떤 서명과도 일치하지 않는 표면의 화학적 서명을 감지했습니다. 연구자들은 이것이 도구상의 오류가 아니라 오히려 정체가 미스터리로 남아 있는 화합물의 서명, 즉 실험실에서 연구된 적이 없는 물질의 혼합물이거나 심지어 화학이 아직 특성화되지 않은 화합물의 서명이라고 믿습니다.
발견은 공부하다 Astronomy & Asphysics 저널에 게재를 기다리고 있습니다. 과학자들은 수십억 킬로미터 떨어져 있고 물리적 조건이 매우 다른 두 세계인 타이탄과 명왕성에서 5.113 마이크로미터를 중심으로 한 흡수 대역을 확인했습니다. 이 신호는 JWST에서 두 가지 다른 장비를 사용하여 관찰한 결과 나타나며, 팀은 그것이 보정 문제나 다른 유형의 기술적 오류일 가능성을 배제하게 되었습니다.
이번 발견의 핵심은 분광학이라는 기술에 있습니다. 각 요소나 분자는 고유한 방식으로 빛과 상호 작용하여 특정 파장을 흡수하고 지문과 같은 특징적인 패턴을 남깁니다. 수십 년 동안 과학자들은 태양계 외부의 천체뿐만 아니라 행성과 달의 물, 메탄, 이산화탄소, 암모니아와 같은 화합물을 식별하기 위해 이러한 스펙트럼 특성에 대한 방대한 카탈로그를 작성해 왔습니다.
이 경우 비교 결과 설득력 있는 일치 항목이 나오지 않았습니다. 게다가 이 단계에서 알려진 화합물과 연결될 수 없는 화학적 특징을 발견하는 것은 매우 이례적입니다. 따라서 타이탄과 명왕성에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하는 것은 행성 과학의 새로운 근본적인 질문이 될 수 있습니다.
연구자들은 이미 여러 가지 가능성을 탐구했습니다. 그들은 실험실에서 아세틸렌, 벤젠, 케텐 및 송곳이라고 불리는 분자 계열을 포함하여 이 세계에 존재할 가능성이 있는 얼음과 유기 화합물의 스펙트럼을 조사했습니다. 그 중 어느 것도 관찰된 서명과 정확히 일치하지 않습니다. 가장 가능성 있는 설명은 이전에 실험실에서 연구된 적이 없는 물리적 상태 또는 혼합물로 존재하는 알려진 화합물이라는 것입니다. 하지만 저자는 해당 신호가 아직 화학적으로 특성화되지 않은 물질에서 나올 가능성을 배제하지 않습니다.
동일한 신호가 서로 다른 두 장소에 나타난다는 사실은 미스터리를 더욱 흥미롭게 만듭니다. 타이탄은 표면 압력이 지구보다 높은 약 1.5bar의 질소와 메탄이 풍부한 대기를 가지고 있을 뿐만 아니라 액체 메탄으로 이루어진 강과 호수, 온도가 약 섭씨 –180도(화씨 –292도)에 이릅니다. 반면에 명왕성은 약 10 마이크로바(약 150,000배 낮은 밀도)의 얇은 대기만을 보유하고 있습니다. 표면은 질소, 메탄, 일산화탄소로 구성된 얼음으로 덮여 있습니다. –235C(–391화씨)에 가까운 온도에 도달합니다.
