빛이 전기로 활발하게 바뀌는 핫스팟 찾았다

.일본 초계기, 23일 우리 함정 향해 또 근접비행

(서울=연합뉴스) 국방부가 23일 오후 일본 해상자위대 초계기가 이날 우리 해군 함정을 향해 근접 비행을 했다고 밝혔다. 사진은 국방부가 지난 4일 공개한 지난해 12월 20일 조난 선박 구조작전 중인 광개토대왕함 상공에 저고도로 진입한 일본 초계기 모습(노란 원). 2019.1.23 [국방부 유튜브 캡처] photo@yna.co.kr

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Matt Monro - If I Never Sing Another Song

.빛이 전기로 활발하게 바뀌는 '핫스팟' 찾았다

송고시간 | 2019-01-23 12:01 기초과학연구원 "나노미터 수준에서 핫 전자 거동 관찰" 고효율 에너지 소자 응용 기대 IBS 박정영 부연구단장(왼쪽)과 이현화 KAIST EEWS대학원 박사과정생 [IBS 제공=연합뉴스]

IBS 박정영 부연구단장(왼쪽)과 이현화 KAIST EEWS대학원 박사과정생 [IBS 제공=연합뉴스] (대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 나노물질 및 화학반응 연구단 박정영 부연구단장(KAIST 화학과 및 EEWS 대학원 교수) 연구팀이 세계 최초로 핫 전자 발생 거동을 ㎚(나노미터) 수준에서 관찰했다고 23일 밝혔다. 핫 전자는 외부 에너지가 촉매 같은 물질 표면에 전달될 때 1∼3전자볼트 에너지를 갖는 전자를 말한다. 잔잔한 호수에 돌을 던지면 잔물결이 일 듯, 금속 표면에 빛 에너지를 전달하면 금속 내부 자유전자가 표면에서 동시에 진동하는 표면 플라스몬 공명 현상이 나타난다. 이 과정에서 자유전자는 높은 운동 에너지를 가진 핫 전자가 된다. 바꿔 말해 핫 전자는 표면 플라스몬 공명 현상 때문에 더 증폭해 발생한다. 지금까지 핫 전자 거동을 파악하긴 어려웠다. 핫 전자가 수 펨토초(1천조분의 1초) 만에 사라져 버리기 때문이다.

금 나노프리즘 현미경 이미지 금 나노프리즘 현미경 이미지 [IBS 제공=연합뉴스]

IBS 연구팀은 자체 개발한 광전도 원자간력 현미경(Photoconductive atomic force microscopy)으로 이 문제를 해결했다. 이산화타이타늄 박막 위에 132㎚ 크기 삼각형 모양 금 나노 프리즘을 올린 형태의 쇼트 키 나노 다이오드를 만들었다. 이후 광전도 원자간력 현미경으로 빛(레이저)을 쪼여가며 나노 프리즘에서 발생하는 핫 전자를 실시간 검출했다.

금 나노프리즘 제조 과정 금 나노프리즘 제조 과정 [IBS 제공=연합뉴스]

연구팀은 나노 프리즘 표면 플라스몬 공명과 일치하는 파장의 빛을 쐈을 때 핫 전자가 가장 많이 검출된다는 사실을 알아냈다. 나노 프리즘의 경우 532㎚ 빛을 쪼였을 때보다 640㎚ 빛을 쪼였을 때 2.6배 많은 광전류가 확인됐다. 핫 전자는 나노 프리즘 내부보다 경계면에서 13배 더 활발히 발생한다는 사실도 규명했다. 나노 프리즘 경계가 핫 전자를 가장 많이 발생시키는 '핫스팟'이란 뜻이다.

금 나노프리즘 경계면에서의 핫전자 움직임 금 나노프리즘 경계면에서의 핫전자 움직임 [IBS 제공=연합뉴스]

박정영 부연구단장은 "핫 전자 연구는 금속 표면에서 일어나는 화학반응과 에너지 소멸 현상을 이해하기 위해 시작된 것"이라며 "차세대 에너지전환 소자뿐 아니라 고효율·고성능 광촉매 같은 촉매 전자학 분야 연구에도 진전이 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 연구는 국제 학술지 '나노 레터스'(Nano Letters) 4일 자 온라인판에 실렸다. walden@yna.co.kr

https://www.yna.co.kr/view/AKR20190122098700063?section=it/science

.초기 우주에 거대한 블랙홀이 생겨났다

2019 년 1 월 23 일, 조지아 공과 대학 , 르네상스 시뮬레이션에서 나온 3 만 광년 지역은 주위 가스를 가열하면서 방사선 (흰색)과 금속 (녹색)을 생성하는 젊은 은하의 클러스터를 중심으로했습니다. 이 가열 된 지역 바깥의 암흑 물질 후광은 태양 질량의 1,000 배가 넘는 3 개의 초대형 성운 (개봉 된 성단)을 형성하며, 엄청난 블랙홀과 수십억 년 동안 결국 엄청나게 큰 블랙홀로 붕괴 될 것입니다. 크레디트 : 첨단 시각화 연구소, 국립 수퍼 컴퓨팅 응용 센터

우주의 최초의 거대한 블랙홀 주변에서 방출 된 빛은 너무 커서 우주의 모든 창공을 가로 질러 망원경에 도달 할 수 있습니다. 놀랍게도, 가장 먼 블랙홀 (또는 퀘이사)의 빛은 130 억 광년 이상 동안 우리에게로 이동했습니다. 그러나 우리는이 괴물 블랙홀이 어떻게 형성되었는지 알지 못합니다. Georgia Institute of Technology, Dublin City University, Michigan State University, San Diego에있는 University of San Diego, San Diego Supercomputer Center 및 IBM의 연구원들이 주도한 새로운 연구는이 우주적 수수께끼를 해결하기위한 새롭고 매우 유망한 방법을 제시합니다. 연구팀은 은하가 매우 빠르게 (때때로 폭력적으로) 결합하여 매우 거대한 블랙홀 이 형성 될 수 있음을 보여주었습니다 . 이 희귀 한 은하들에서는 정상적인 별 형성이 방해 받고 블랙홀 형성이 대신됩니다. 이 새로운 연구에 따르면 거대한 블랙홀 은 빠르게 성장하고있는 빽빽한 별이없는 지역에서 형성되며, 거대한 블랙홀 형성은 가까운 은하계의 강력한 방사선에 의해 포격 된 지역으로 제한된다는 오랫동안 받아 들여지는 믿음을 거꾸로 뒤집었다. Nature 지에 1 월 23 일에보고 된이 연구의 결론은 국립 과학 재단 (National Science Foundation), 유럽 연합 (European Union) 및 NASA로부터의 자금 지원으로 이전에 생각했던 것보다 우주에서 거대한 블랙홀이 훨씬 더 흔한 것으로 밝혀졌다. 우주의 초기 단계에서 형성된 거대한 블랙홀이 어디에 있는지를 결정하는 주요 기준은 모든 현재의 은하의 선구자 인 은하 전 가스 구름의 급속 성장과 관련이 있습니다. 즉, 대부분의 초대 질량 블랙홀은이 새롭게 형성되는 공통 기원을 가지고 있습니다 발견 된 시나리오는 Georgia Tech의 Relativistic Astrophysics 센터 부교수 John Wise와이 논문의 저자입니다. 암흑 물질은 모든 은하계의 중력 접착제 인 후광으로 붕괴됩니다. 이러한 후광의 빠른 성장으로이 지역으로 흘러 들어가는 기체 물질에 블랙홀 (black hole)과 경쟁 할 수있는 별이 형성되는 것을 막을 수있었습니다. "이 연구에서, 우리는 암흑 물질 후광에서 거대한 블랙홀의 형성을 촉발시키는 완전히 새로운 메커니즘을 밝혀냈다"라고 Wise는 말했다. "방사선을 고려하는 대신에 우리는 후광이 얼마나 빨리 성장 하는지를 볼 필요가 있습니다. 우리는 그것을 이해하기 위해 많은 물리학을 필요로하지 않습니다. 단지 암흑 물질이 어떻게 분포되고 중력이 그것에 영향을 미치는지입니다. 물질의 집중이 심한 희귀 한 지역에있다. " 연구팀이 시뮬레이션 에서 이러한 블랙홀 형성 사이트를 발견했을 때 그들은 처음에 어려움을 겪었습니다, 더블린시 대학의 천체 물리학 및 상대성 이론 센터의 연구원 인 John Regan은 말했다. 이전에 받아 들여진 패러다임은 거대한 블랙홀이 높은 수준의 인근 방사선에 노출되었을 때에 만 형성 될 수 있다는 것이 었습니다.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/birthofmassi.mp4

슈퍼 컴퓨팅 응용 프로그램을위한 국립 중앙 연구소 (National Center for Supercomputing Applications)의 첨단 시각화 연구소 (Advanced Visualization Lab)의이 두 부분으로 구성된 시각화는 빅뱅 직후에 시작되며 약 4 백만 년의 증가로 처음 4 억년 동안 우주의 첫 번째 은하의 진화를 보여줍니다. 시각화의 두 번째 부분은 4 억년 전의 시간을 멈추고 시각화되는 다양한 변수, 즉 고밀도 가스의 필라멘트, 높은 온도의 포켓, 이온화 된 가스 및 자외선을 분석하여 데이터를 관측합니다. 크레디트 : 국립 슈퍼 컴퓨팅 애플리케이션 센터의 첨단 시각화 랩

"이전의 이론에 의하면이 사이트는이 사이트가 높은 수준의 별 형성 살생 선에 노출되었을 때만 발생해야한다고 그는 말했다. "우리가 더 깊이 파고 들자 우리는이 사이트들이 극도로 빠른 성장기를 겪고있는 것을 보았습니다. 바로 그 것이 핵심이었습니다. 급속한 집회의 폭력적이고 격동적인 성격, 은하계의 탄생 동안 폭력적인 은하의 기초가 충돌하여 정상적인 별 이 연구는 이전의 패러다임을 바꾸어 완전히 새로운 연구 영역을 열었다 "고 말했다. UC 샌디에이고의 샌디에고 수퍼 컴퓨터 센터 (San Diego Supercomputer Center)의 책임자이자 작품의 저자 중 한 명인 마이클 노먼 (Michael Norman)은 블랙홀 형성 후광에서 별들의 형성을 억제하기 위해 초기 이론은 인근 은하계의 강렬한 자외선에 의존했다고 말했다. "자외선 조사가 여전히 중요한 요소 인 반면, 우리의 연구는 최소한 시뮬레이션에서는 지배적 인 요인이 아니라는 것을 보여주었습니다."라고 그는 설명했습니다. 이 연구는 2011 년과 2014 년 사이에 Blue Waters 슈퍼 컴퓨터에서 생성 된 70 테라 바이트의 데이터 세트 인 르네상스 시뮬레이션 (Renaissance Simulation)을 기반으로 과학자들이 초기 우주가 어떻게 진화했는지 이해할 수 있도록 도와줍니다. 연구진은 거대한 블랙홀이 생길 가능성이있는 특정 지역에 대해 더 많은 것을 알기 위해 시뮬레이션 데이터를 조사하여 10 개의 특정 암흑 물질 후광이 발견되었다. Stampede2 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 2 천 4 백 광년의 후광 중 2 개를 훨씬 더 높은 해상도로 시뮬레이션하여 빅뱅 이후 2 억 7000 만 년 후 일어난 사건에 대한 세부 사항을 파악했습니다. "이 블랙 홀이 형성되는 것을 보았던 것은 우주의이 너무 빽빽한 지역에서만 발생했습니다."라고 Wise가 말했습니다. "암흑 물질은 중력의 대부분을 만들어 내고 가스는 그 중력의 잠재력에 빠지며 별이나 거대한 블랙홀을 형성 할 수 있습니다." 르네상스 시뮬레이션은 수소와 헬륨으로 구성된 초기 가스와 차가운 암흑 물질의 중력 집합의 가장 초기 단계를 가장 포괄적으로 시뮬레이션 한 것으로 첫 번째 별과 은하를 형성합니다. 그들은 별이나 블랙홀을 형성하는 고밀도 덩어리를 확대하기 위해 adaptive mesh refinement로 알려진 기술을 사용합니다. 또한 수천 개의 개체를 형성하는 초기 우주의 충분히 넓은 영역을 포함합니다. 여기에서는 희귀 개체에 관심이있는 경우 요구 사항입니다. Norman은 "고해상도, 풍부한 물리학 및 붕괴 후광의 대규모 표본이 모두이 결과를 달성하는 데 필요했습니다. 두 개의 후보 지역에 대해 수행 된 시뮬레이션의 향상된 해상도로 인해 과학자들은 난기류를 볼 수 있었고 블랙홀 전구체가 응축되고 스핀되기 시작하면서 가스가 유입되고 물질이 덩어리로 유입되었습니다. 그들의 성장률은 극적이었다.

암흑 물질 후광의 내부 30 광년 줌. 회전하는 가스상의 디스크는 중력의 별을 형성하기 위해 자신의 중력 하에서 붕괴하는 3 개의 덩어리로 분리됩니다. 크레디트 : John Wise, Georgia Institute of Technology

"천문학 자들은 8 억년 동안 태양 질량이 10 억 배로 증가한 초대 질량 블랙홀을 관측했다. "그 일을하면 그 지역에서 대량의 집중이 필요했습니다. 은하계가 초기에 형성되고있는 지역에서 기대할 수 있습니다." 연구의 또 다른 측면은 블랙홀을 낳는 후광이 이전에 믿어 진 것보다 더 일반적 일 수 있다는 것입니다. 미시간 주립 대학 (Michigan State University)의 브라이언 오셔 (Brian O'Shea) 교수는 "이 연구의 흥미 진진한 구성 요소는 드물기는하지만 이런 유형의 후광이 충분히 일반적 일 수 있다는 발견이다. "우리는이 시나리오가 현재 우주의 초기와 은하에서 관찰 된 가장 거대한 블랙홀의 기원이 될만큼 충분히 일어날 것이라고 예측한다." 이 시뮬레이션에 대한 앞으로의 작업은 거대한 블랙홀 형성 은하계의 수명주기를 살펴보고 시간 경과에 따른 거대한 블랙홀의 형성, 성장 및 진화를 연구합니다. "우리의 다음 목표는이 이국적인 물체의 더 진화를 탐구하는 것입니다. 오늘날이 블랙홀은 어디에 있습니까? 우리는 지역 우주에서 또는 중력파로 그 증거를 발견 할 수 있습니까?" Regan이 물었다. 이러한 새로운 대답을 위해 연구 팀 및 다른 사람들은 시뮬레이션으로 돌아갈 수 있습니다. "르네상스 시뮬레이션은 충분히 풍부하여 이미 계산 된 데이터를 사용하여 다른 발견을 할 수 있습니다."라고 Norman은 말했습니다. "이러한 이유로 우리는 르네상스 시뮬레이션 연구소 (Renaissance Simulations Laboratory)라고 불리는 SDSC에 공공 아카이브를 만들었습니다. 다른 곳에서는 자신의 질문을 추구 할 수 있습니다."

더 알아보기 : 암흑 물질이 원시 블랙홀로 만들어 졌습니까? 자세한 정보 : 빠르게 성장하는 은하 전 가스 구름에서 거대한 블랙홀이 형성됨, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-0873-4 , https://www.nature.com/articles/s41586-019-0873-4 저널 참조 : 자연 곁에 제공하는 : 조지아 공과 대학

https://phys.org/news/2019-01-birth-massive-black-holes-early.html

.천문학 자들은 별의 물질이 삶의 막을 형성 할 수 있음을 발견했습니다

2019 년 1 월 23 일, 런던 , 퀸 메리 , IRAS16293-2422 B가있는 Rho Ophiuchi 별 형성 지역이 원으로 그려져 있습니다. Credit : ESO / Digitized Sky Survey 2. 감사의 말 : Davide De Martin

퀸 메리 대학교 (Queen Mary University of London)가 주도한 새로운 연구에 따르면 별 모양의 물질에서 발견 된 유기 분자가 지구에서의 생명체의 모습을 밝힐 수 있다고합니다. 연구팀은 IRAS16293-2422 B로 알려진 태양계 원시 원생 동물에서 생체가 출현하기 전에 존재했던 사전 생물학적 분자 인 글리콜로 니트릴 (glycolichonitrile) (HOCH2CN)을 최초로 검출했다고보고했다. 이 따뜻하고 밀집된 지역에는 태양계가 형성 될 때 먼지와 가스와 유사한 조건의 누에 고치로 둘러싸인 진화의 초기 단계에 젊은 별이 들어 있습니다 . 태양 형 원시 별자리에서 예비 생물 분자 를 발견하면 별 주위에 형성된 행성 이 어떤 형태의 생명체를 만드는데 필요한 화학 성분을 공급할 수 있다는 것을 나타내는 태양계가 어떻게 형성되는지에 대한 이해가 높아 집니다. 글리콜로 니트릴은 DNA와 RNA를 형성하는 핵 염기 중 하나 인 아데닌의 형성을위한 주요 전구체로 인식되기 때문에 왕립 천문 학회 월간지 : 편지 ( Journal of Royal Astronomical Society : Letters) 지에 게재 된이 발견 은 사전 생물학적 유화학 연구를위한 중요한 단계이다. 살아있는 유기체의 RNA. IRAS16293-2422 B는 지구에서 450 광년 떨어진 rho Ophiuchi로 알려진 별 형성 지역 인 Ophiuchus 별자리에서 잘 연구 된 원시 별이다.

Rho Ophiuchi 별 형성 지역. Credit : ESO / Digitized Sky Survey 2.

감사의 말 : Davide De Martin 이 연구는 스페인의 Centro de Astrobiología, 이탈리아의 INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, 유럽 남부 천문대 및 미국 천체 물리학의 Harvard-Smithsonian Center에서도 수행되었습니다. 런던 퀸 메리 대학 (Queen Mary University of London)의 수석 저자 Shaoshan Zeng은 "우리는 별 과 행성이 출현 하는 물질에이 중요한 생물학적 전 분자가 형성 될 수 있다는 것을 보여주었습니다. 지구상에서 생명의 기원을 얻었습니다. " 연구자들은 항성 매체로 알려진 물질이 글리코로 니트릴의 존재에 대한 증거를 밝히기 위해 칠레의 Atacama Large Millimeter / submillimetre Array (ALMA) 망원경의 데이터를 사용했다.

글리콜로 니트릴 신용 : Víctor M. Rivilla & Ben Mills & Herschel-SPIRE 500 microns

ALMA 데이터를 사용하여 글리코 니트릴의 화학적 특성을 확인하고 분자가 발견 된 조건을 결정할 수있었습니다. 그들은 또한이 분자의 기원을 이해하는 데 도움이 될 수있는 화학적 과정을 조사 할 수있는 관찰 된 데이터를 재현하기 위해 화학적 모델링을 사용하여이 작업을 수행했습니다. 이것은 퀸 메리 (Queen Mary)의 연구자들이 동일한 목적으로 메틸 이소시아네이트를 초기에 검출 한 것입니다. 메틸 이소시아네이트는 글리콜로 니트릴의 이성질체로 알려져 있으며 동일한 원자로 구성되어 있지만 약간 다른 배열로되어있어 화학적 성질이 다릅니다. 추가 정보 : ALMA는 유아 태양과 비슷한 별 주변의 삶의 재료를 찾습니다 .

더 자세한 정보 : S Zeng 외, 행성 간 매체에서 프리 biotic 분자 글리콜로 니트릴 (HOCH2CN)의 최초 검출 , 왕립 천문 학회 월간 고지 : 편지 (2019). DOI : 10.1093 / mnrasl / slz002 저널 참고 자료 : Royal Astronomical Society Letters 월간 고지 :에 의해 제공 런던의 퀸 메리 대학

https://phys.org/news/2019-01-astronomers-star-material-block-life.html#nRlv

.암에는 생물학적 시계가 있으며이 약은 똑딱 거리지 않도록 할 수 있습니다

로 남부 캘리포니아 대학 이 사진은 사람의 골암 세포가 확대 된 모습을 보여 주며 약물 분자 GO289가 일주일주기의 리듬을 움직일 때 성장을 멈췄다. 결과는 Science Advances 의 연구 결과에 나타납니다 . 크레딧 : USC Michelson Center for Convergent Bioscience

신약은 세포의 생물학적 시계를 기절시킴으로써 암 세포의 성장을 막을 수있는 가능성을 보여줍니다. Convergent Bioscience를위한 USC Michelson Center와 나치 대학의 Transformative BioMolecules (ITbM) 연구소의 연구 결과는 암 에 대한 신체의 일주기 리듬을 돌리는 연구의 급성장을 촉발시켰다 . 인간 신장 암 세포 와 쥐의 급성 골수성 백혈병에 대한 연구 는 1 월 23 일 Science Advances 지에 발표됐다. 과학자들은 수면을 방해하고 인간의 일주기 리듬의 다른 요소가 건강에 해를 끼칠 수 있다는 것을 알고 있습니다. 세포 자체의 24 시간주기에도 똑같이 적용됩니다. 연구원들이 암세포의 24 시간주기를 방해 할 수 있다면 이론적으로 암세포를 손상 시키거나 죽일 수 있다고 이론화했다. 과학자들은 GO289라는 분자가 세포의주기적인 리듬을 조절하는 효소를 표적으로한다는 것을 발견했다. 이 약물 - 단백질 상호 작용은 세포 성장 및 생존에 중요한 4 개의 다른 단백질의 기능을 방해합니다. 결과적으로 GO289는주기를 느리게하는 세포의 일주기 시계의 톱니를 막을 수 있습니다. 그리고 건강한 세포에 거의 영향을 미치지 않고 그렇게 할 수 있습니다. USC 마이 켈슨 센터 (USC Michelson Center)의 컨버전스 바이오 사이언스 (Convergent Biosciences) 책임자 인 스티브 케이 (Steve Kay) 교수는 "일부 암에서는이 질병이 24 시간주기 메커니즘을 대신 사용하여 스스로 성장하는 악의 목적으로 사용한다" 과학. "GO289를 사용하면 이러한 과정을 방해하고 암이 성장하는 것을 막을 수 있습니다." Kay는 USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, USC Viterbi School of Engineering 및 미국 텍사스 주립 대학의 Keck School of USC에서 암, 신경 질환 및 심혈관 질환 치료를위한 새로운 솔루션을 찾기 위해 여러 분야에서 협력하고 있습니다. 올바른 후보자를 찾는 것 인간의 골암 세포와의 초기 상호 작용에서 GO289는 CK2라는 효소를 표적으로하면서 종양의 24 시간주기를 늦추는 것으로 나타났습니다. GO289가 지속적으로 다른 암을 동일한 방식으로 방해하는지 여부를 확인하기 위해 과학자들은 인간 신장 암 세포와 급성 골수성 백혈병이있는 마우스에서 시험했다. 연구팀은 GO289가 암세포 대사 및 정상적으로 암이 자라며 퍼질 수있는 다른 일주기 관련 기능에 특히 영향을 주었다. Kay는 결과에 대해 낙관적이다. 그는 "이것은 암을 죽이는 새로운 무기가 될 수있다"고 말했다. 추가 탐색 연구는 질병의 위험 요소로서의 일주기 리듬 장애를 검사합니다.

더 자세한 정보 : "세포 기반 스크린은 24 시간 리듬과 암세포 성장을 조절하기위한 강력하고 고도로 선택적 인 CK2 억제제를 확인한다" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau9060 제공 : University of Southern California

https://medicalxpress.com/news/2019-01-cancer-biological-clock-drug.html

.달을 형성 한 행성의 충돌은 지구에서 생명을 가능하게 만들었습니다

2019 년 1 월 23 일, 라이스 대학교 Planetary collision that formed the moon made life possible on Earth 화성 크기의 행성 (왼쪽)의 형성과 금속 코어와 겹쳐진 실리케이트 저장조가있는 몸체로의 구분을 묘사 한 도식. 유황이 많은 코어는 탄소를 배출하여 높은 탄소 대 질소 비율을 갖는 규산염을 생성합니다. 지구가 성장하는 지구와 달 형성 충돌 (오른쪽)은 지구와 달 사이의 지구 화학적 유사성뿐만 아니라 물과 탄소, 질소 및 황과 같은 주요 생명 필수 요소의 풍부함을 설명 할 수 있습니다. 신용 : Rajdeep Dasgupta 대부분의 탄소와 질소를 포함하여 지구상에서 필수적인 생명 요소는 대부분 다른 행성에서 온 것입니다. 지구 는 과학 발전 저널 ( Science Advances) 지 에서 라이스 대학교 (Rice University) 과학자 들의 새로운 연구에 따르면, 44 억년 전에 달을 창조 한 행성 충돌로부터 탄소, 질소 및 기타 생명에 필수적인 휘발성 요소를 가장 많이받은 것으로 보인다 . "원시 운석에 관한 연구에서, 과학자들은 내부 태양계의 지구와 다른 암석 행성 들이 휘발성으로 고갈 되었다는 것을 오랫동안 알고 있었습니다"라고 연구 공동 저자 인 Rajdeep Dasgupta는 말했다. 그러나 휘발성 납품의시기와 메커니즘은 열띤 논쟁을 벌여 왔으며, 우리는 모든 지구 화학적 증거와 일치하는 방식으로 납기와 납품을 설명 할 수있는 첫 번째 시나리오입니다. " 증거는 엄청난 열과 압력 하에서 행성 깊은 곳에서 일어나는 지구 화학 반응을 연구하는 Dasgupta의 실험실에서 고온, 고압 실험의 조합으로 작성되었습니다. 일련의 실험에서 연구 주 저자이자 대학원생 인 Damanveer Grewal은 지구의 휘발성 물질이 유황이 풍부한 핵이있는 태생의 행성과의 충돌로부터 도착했다는 오랜 이론을 시험하기위한 증거를 수집했다. 코어가 아닌 지구의 모든 부분에 존재하는 탄소, 질소 및 유황에 대한 실험적 증거가 수수께끼로 배열되어 있기 때문에 기증자 행성의 핵심 물질의 황 함량이 중요합니다. "코어는 지구의 나머지 부분과 상호 작용하지 않지만 그 위에있는 맨틀, 지각, 수권 및 대기는 모두 연결되어 있습니다."라고 굴루가 말했다. "그들 사이의 물질 순환." 지구가 휘발성 물질을 어떻게 얻었는지에 대한 오랜 생각은 휘발성이 풍부한 운석, 외부 태양계의 원시 물질의 남은 덩어리가 지구의 핵심이 형성된 후에 도착했다는 "후기 베니어 (late veneer)"이론이었다. 지구의 휘발성 물질의 동위 원소 서명이 탄소 성운 운드 라이트 (carbonaceous chondrites)라고 알려진이 원시 물질과 일치하지만, 탄소와 질소의 원소 비율은 떨어져 있습니다. 지질 학자들이 지구의 대량 실리케이트라고 부르는 지구의 비 핵심 물질은 탄소 함유 콘드리트에서 볼 수있는 20-1 비율의 약 2 배에 해당하는 질소 각각에 대해 약 40 개의 탄소를 가지고 있습니다. 코어 형성 중에 고압과 온도를 모의 한 그롤의 실험은 유황이 풍부한 유성 코어가 탄소 나 질소 또는 둘 모두를 배제하여 지구와 비교했을 때 벌크 규산염에 훨씬 더 많은 양의 원소를 남길 수 있다는 생각을 시험했다. 온도와 압력의 범위에서 일련의 테스트에서 Grewal은 세 가지 시나리오에서 탄소와 질소가 얼마나 많은 양의 탄소와 질소를 만들었는지 조사했습니다. 황, 황 10 %, 황 25 %입니다. "질소는 크게 영향을받지 않았다"고 그는 말했다. "그것은 규산염에 비해 합금에 용해되어 남아 있으며, 가장 높은 황 농도에서 코어에서 제외되기 시작했습니다." 대조적으로, 탄소는 중급의 황 농도를 갖는 합금에서 상당히 덜 용해되었고, 황 함량이 많은 합금은 황이없는 합금보다 약 10 배 적은 탄소를 차지했다.

Rice University 과학자들 (왼쪽부터) Gelu Costin, Chenguang Sun, Damanveer Grewal, Rajdeep Dasgupta 및 Kyusei Tsuno의 연구에 따르면 지구는 달을 만든 유성 충돌로부터 탄소, 질소 및 기타 생명 필수 요소의 대부분을 얻은 것으로 나타났습니다 44 억 년 전. 연구 결과는 Science Advances 지에 게재됩니다 . 크레디트 : Jeff Fitlow / Rice University

Dasgupta, Grewal 및 Rice 박사후 연구원 인 Chenguang Sun은 지구의 육상 및 휘발성 물질의 알려진 비율 및 농도와 함께 지구의 휘발성 물질을 생성하는 가장 가능성있는 시나리오를 찾기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 설계했습니다. 답을 찾기 위해서는 시작 조건을 변화시키고 약 10 억 시나리오를 실행하고 오늘날 태양계의 알려진 조건과 비교하는 것이 필요했습니다. "우리가 발견 한 것은 벌크 실리케이트 지구에서 모든 동위 원소 서명, 탄소 - 질소 비율 및 탄소 , 질소 및 황의 총량이 휘발성 베어링 인 화성암과 관련된 달 형성 충격과 일치한다는 것입니다. 유황이 풍부한 코어를 가진 작은 크기의 행성 "이라고 말했다. 지구의 생명 필수 요소의 기원을 더 잘 이해하는 것이 우리 태양계 너머의 함축적 의미를 갖는다 고 CLEVER Planets는 먼 암석의 행성 에서 생명 필수 요소가 어떻게 결합 될 수 있는지 탐구하고있는 Dasgupta가 NASA가 자금을 지원 한 노력에 관해 조사했다 . "이 연구는 암석이 많은 지구 같은 행성이 원시 원형 디스크의 다른 부분에서 다른 빌딩 블록을 샘플링 한 행성과 거대한 충돌로 형성되고 성장하면 생명 필수 요소를 획득 할 수있는 기회가 더 많음을 의미한다고 Dasgupta는 말했습니다 . "이것은 몇 가지 경계 조건을 제거합니다."라고 그는 말했다. "그것은 매우 다른 조건 하에서 핵심 형성을 거친 행성 기관에서 생산되었다하더라도, 생명 필수 휘발성 물질이 지구의 표면층에 도달 할 수 있음을 보여줍니다." Dasgupta는 지구의 벌크 규산염 자체가 생물권, 대기 및 수권을 생산하는 생명 필수 필수 변수를 달성 할 수 없었던 것으로 보인다고 말했다. 이는 우리가 알고있는 것처럼 삶을 지원하기 위해 지구상에서 휘발성 요소가 결합되는 통로에 대한 탐색을 확대 할 수 있음을 의미합니다. " 더 많은 것을 탐구하십시오 : 지구의 탄소는 행성의 스매쉬 업을 가리 킵니다.

더 자세한 정보 : DS Grewal et al., "거대한 충격에 의한 규산염 지구로의 탄소, 질소 및 황의 전달", Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aau3669 , http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau3669 저널 참조 : 과학 진보 :에 의해 제공 라이스 대학 (Rice University)

https://phys.org/news/2019-01-planetary-collision-moon-life-earth.html