NASA, 신비로운 목성 오로라 관측 성공
NASA, 신비로운 목성 오로라 관측 성공
  • 김정은 기자
  • 승인 2021.04.01 13:20
  • 댓글 0
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ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=NASA/JPL-Caltech

[데일리포스트=김정은 기자] 미국항공우주국(NASA)의 목성 탐사선 주노(Juno)가 목성 극지방에서 생성된 신비로운 거대 오로라 관측에 성공했다. '새벽 폭풍'(dawn storms)으로 명명된 이 오로라는 이전에도 허블우주망원경으로 관측된 바 있지만, 전체 모습을 관측한 것은 이번이 처음이다. 

미국항공우주국(NASA)과 벨기에 리에주대 공동연구팀은 이번 연구 결과를 미국지구물리학회(AGU)가 발행하는 국제학술지 ‘에이지유 어드밴시스’(AGU Advances)에 발표했다.

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=AGU Advances

목성은 지구의 수천 배에 달하는 태양계에서 가장 강력한 자기장을 지닌 행성이며, 위성인 이오(Jupiter I Io)가 방출한 황과 산소 등의 이온이 목성 자기권을 채우고 있다. 이오의 대기에서 방출되는 높은 에너지의 하전 입자가 기체를 '여기 상태'(excited state)로 만들어 지구보다 명료한 오로라를 관측할 수 있다. 

오로라 '새벽 폭풍'은 1994년 허블 우주 망원경으로 목성 극지방에서 처음 관측됐다. 새벽 폭풍이라는 명칭처럼 목성의 새벽에 거대한 고리 모양의 오로라가 생기는데, 그동안은 각도 문제 등으로 측면 관측에만 성공했다. 

1994년 허블망원경이 처음으로 포착한 목성 오로라 '새벽 폭풍' ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=NASA

이번에 목성 궤도를 도는 탐사선 주노가 처음으로 오로라의 전체 모습과 그 탄생 과정을 포착했다. 주노는 기존 목성 탐사선과 달리 극궤도 위성이기 때문에 극지방 위에서 오로라를 관측할 수 있다.

아래 영상이 주노에 탑재된 가시자외선 분광광도계가 파악한 오로라의 전체 모습이다. 오로라는 목성 암흑 면에서 생성된 후 목성 자전에 따라 낮 쪽으로 회전하면서 그 모습을 드러낸다. 

자전에 의해 태양이 닿는 위치로 들어간 오로라는 더욱 빛을 발하며 수백~수천 기가와트(GW)의 자외선을 우주로 방출한다. 새벽 폭풍은 일반적인 목성 오로라에 비해 적어도 10배 이상의 에너지를 상공으로 방출하기 때문에 관측이 가능했던 것.

이 모습은 지구상에서 관측되는 서브스톰(substorm,오로라 폭풍)의 장관과 매우 유사하다. 서브스톰은 자기장 '꼬리'로부터 에너지가 방출되어 고위도의 전리층으로 주입되도록 하는 지구 지자기에서 일어나는 교란 현상이다.

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=NASA/JPL-Caltech

전문가들은 지구와 목성의 자기권은 근본적으로 다르기 때문에, 서브스톰과 목성 오로라의 유사성은 매우 흥미로운 일이라고 말한다. 미국 사우스웨스트 연구소 스콧 볼튼 연구원은 "목성의 강력한 힘은 놀라운 것이며, 새벽 폭풍의 에너지는 목성이 얼마나 강력한가를 보여주는 사례 중 하나"라고 언급했다. 



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