신비로운 천왕성의 오로라
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2021-10-21 08:33:03
2'40"읽기
- 영국 레스터대학 연구팀, NASA의 적외선 망원경(IRTF)을 사용해 기이한 얼음 거인 관찰
- 천왕성의 자극은 지구, 목성, 토성처럼 지리적 극과 정렬되지 않고 60도 기울어져 있다.
- 오로라, 북반구에서 적도 방향으로 뻗어 있고 심지어 남반구까지 내려간다.
- 오로라는 하루 중 시간뿐만 아니라 연중 계절에 따라 달라, 태양이 비추는 방향에 따라
영국의 과학자팀은 지난주 전 세계가 볼 수 있도록 공개적으로 생중계된 3일간의 캠페인에서 이 영상을 소개했다. 영국 레스터 대학에 기반을 둔 과학자들은 하와이에 있는 NASA의 적외선 망원경 시설(IRTF)을 사용해 지구보다 19배 더 멀리 태양을 공전하는 기이한 얼음 거인을 관찰했다.
지구에서와 마찬가지로 천왕성의 오로라는 태양풍(태양에서 방출되는 하전 입자의 흐름과 행성의 자기장의 상호 작용)에 의해 촉발된다. 그러나 천왕성의 오로라는 지구의 유명한 북극광과 남극광과 매우 다르게 행동한다.
예를 들어 천왕성이 자전하는 축은 태양에 거의 수직이다. 이것은 행성이 본질적으로 태양 주위를 도는 것을 의미하며, 그 극은 별을 향하고 거의 직각으로 공전하며 지구 84년에 해당한다.
게다가 천왕성의 자극은 지구, 목성 또는 토성과 같이 지리적 극과 정렬되지 않고 60도 기울어져 있다. 그 결과 천왕성의 오로라는 행성의 극지방 위의 하늘을 밝히지 않고 매우 이상한 곳에서 빛을 발한다.
관찰을 주도한 천문학 박사과정 학생인 엠마 토마스(Emma Thomas)는 "북극 오로라는 실제로 북반구에서 적도 방향으로 뻗어 있으며 심지어 남반구까지 내려간다. 오로라의 지도를 만들고 싶다면 행성의 꼭대기만 볼 수 없고 전체 표면을 살펴봐야 한다”고 Space.com에 글을 남겼다.
천왕성의 전체 표면을 이미지화하기 위해 과학자들은 3일 동안 3개의 창으로 나을 8시간 노출시켰다. 그들은 천왕성의 17시간 자전 주기와 일치하도록 각 관측 창의 시간을 맞춰야 했다. 데이터가 결합되면 결과는 스펙트럼의 적외선 부분에서 먼 행성 표면의 가장 상세한 지도가 될 것이다.
"우리는 천왕성의 밝은 부분이 어디에 있는지 이해하고 싶었다"며 "천왕성 자체는 현재의 빛으로 비춰질 것이다. 그 수준보다 높은 것은 내부 열 과정이나 오로라에 의해 발생한다. 천왕성 위의 입자 밀도를 측정함으로써 우리는 그것이 어느 것인지 알 수 있을 것이다"고 토마스가 말했다.
이전에 천왕성의 표면은 스펙트럼의 자외선 부분에서만 이미지화되었다.
NASA의 미션 보이저 2호는 1986년에 행성을 잠시 지나쳐 이상한 행성의 표면과 주변 환경에 대한 최초이자 지금까지 유일한 클로즈업 이미지를 촬영했다. 2011년에 허블 우주 망원경은 천왕성 표면 위의 오로라를 처음으로 감지했으며, 각각은 지구보다 넓은 면적을 덮고 있다.
그러나 과학자들은 여전히 이러한 디스플레이와 그 배후의 원동력에 대해 거의 알지 못한다고 Thomas는 말했다.
"우리는 여전히 천왕성의 자기권과 태양풍과의 상호작용을 완전히 이해하지 못한다"고 Thomas가 설명했다. 자기권은 자기장이 지배하는 행성 주변의 영역이다. "오로라를 매핑함으로써 우리는 태양풍과 자기권의 상호작용을 더 잘 이해할 수 있으며, 이를 통해 자기선의 방향을 더 잘 이해할 수 있다.“
2017년 연구에 따르면 과학자들은 천왕성의 자기장이 다소 이상한 방식으로 행동한다는 것을 알고 있다. 자기장 라인은 하루 안에 자주 끊어졌다가 다시 연결된다.
이러한 오로라가 하루 안에 어떻게 변하는지 이해하면 이 불규칙한 자기장을 구동하는 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있다고 Thomas는 말했다.
그러나 오로라는 하루 중 시간뿐만 아니라 연중 계절에 따라 달라지는데, 현재 행성의 어느 면이 태양에 비춰지고 어느 면이 어둠에 잠겨 있는지에 따라 달라진다. 그러나 천왕성이 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 84 지구 년이 걸리므로 과학자들은 이러한 계절적 변화에 대한 이해를 매우 천천히 구축하고 있다.
Thomas는 "현재로서는 천왕성에 대한 데이터의 시즌 가치만 가지고 있다"고 말했다. "현재와 향후 20년과 40년 동안 우리가 수집할 수 있는 모든 것은 이 행성의 오로라가 어떻게 작동하는지 완전히 이해하는 데 정말 중요하다."
출처: Tereza Pultarova, Live Science Contributor
- 영국 레스터대학 연구팀, NASA의 적외선 망원경(IRTF)을 사용해 기이한 얼음 거인 관찰
- 천왕성의 자극은 지구, 목성, 토성처럼 지리적 극과 정렬되지 않고 60도 기울어져 있다.
- 오로라, 북반구에서 적도 방향으로 뻗어 있고 심지어 남반구까지 내려간다.
- 오로라는 하루 중 시간뿐만 아니라 연중 계절에 따라 달라, 태양이 비추는 방향에 따라
신비로운 천왕성의 오로라, 가장 상세한 지도가 만들어졌다.
과학자들은 천왕성의 신비한 오로라와 이상한 자기장에 빛을 비추기 위해 처음으로 빛 스펙트럼의 적외선 부분에서 천왕성의 지구 전체를 이미지화했다.
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| ▲ 천왕성의 오로라 이미지, 영국 Leicester University 촬영 |
영국의 과학자팀은 지난주 전 세계가 볼 수 있도록 공개적으로 생중계된 3일간의 캠페인에서 이 영상을 소개했다. 영국 레스터 대학에 기반을 둔 과학자들은 하와이에 있는 NASA의 적외선 망원경 시설(IRTF)을 사용해 지구보다 19배 더 멀리 태양을 공전하는 기이한 얼음 거인을 관찰했다.
지구에서와 마찬가지로 천왕성의 오로라는 태양풍(태양에서 방출되는 하전 입자의 흐름과 행성의 자기장의 상호 작용)에 의해 촉발된다. 그러나 천왕성의 오로라는 지구의 유명한 북극광과 남극광과 매우 다르게 행동한다.
예를 들어 천왕성이 자전하는 축은 태양에 거의 수직이다. 이것은 행성이 본질적으로 태양 주위를 도는 것을 의미하며, 그 극은 별을 향하고 거의 직각으로 공전하며 지구 84년에 해당한다.
게다가 천왕성의 자극은 지구, 목성 또는 토성과 같이 지리적 극과 정렬되지 않고 60도 기울어져 있다. 그 결과 천왕성의 오로라는 행성의 극지방 위의 하늘을 밝히지 않고 매우 이상한 곳에서 빛을 발한다.
관찰을 주도한 천문학 박사과정 학생인 엠마 토마스(Emma Thomas)는 "북극 오로라는 실제로 북반구에서 적도 방향으로 뻗어 있으며 심지어 남반구까지 내려간다. 오로라의 지도를 만들고 싶다면 행성의 꼭대기만 볼 수 없고 전체 표면을 살펴봐야 한다”고 Space.com에 글을 남겼다.
천왕성의 전체 표면을 이미지화하기 위해 과학자들은 3일 동안 3개의 창으로 나을 8시간 노출시켰다. 그들은 천왕성의 17시간 자전 주기와 일치하도록 각 관측 창의 시간을 맞춰야 했다. 데이터가 결합되면 결과는 스펙트럼의 적외선 부분에서 먼 행성 표면의 가장 상세한 지도가 될 것이다.
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"우리는 천왕성의 밝은 부분이 어디에 있는지 이해하고 싶었다"며 "천왕성 자체는 현재의 빛으로 비춰질 것이다. 그 수준보다 높은 것은 내부 열 과정이나 오로라에 의해 발생한다. 천왕성 위의 입자 밀도를 측정함으로써 우리는 그것이 어느 것인지 알 수 있을 것이다"고 토마스가 말했다.
이전에 천왕성의 표면은 스펙트럼의 자외선 부분에서만 이미지화되었다.
NASA의 미션 보이저 2호는 1986년에 행성을 잠시 지나쳐 이상한 행성의 표면과 주변 환경에 대한 최초이자 지금까지 유일한 클로즈업 이미지를 촬영했다. 2011년에 허블 우주 망원경은 천왕성 표면 위의 오로라를 처음으로 감지했으며, 각각은 지구보다 넓은 면적을 덮고 있다.
그러나 과학자들은 여전히 이러한 디스플레이와 그 배후의 원동력에 대해 거의 알지 못한다고 Thomas는 말했다.
"우리는 여전히 천왕성의 자기권과 태양풍과의 상호작용을 완전히 이해하지 못한다"고 Thomas가 설명했다. 자기권은 자기장이 지배하는 행성 주변의 영역이다. "오로라를 매핑함으로써 우리는 태양풍과 자기권의 상호작용을 더 잘 이해할 수 있으며, 이를 통해 자기선의 방향을 더 잘 이해할 수 있다.“
2017년 연구에 따르면 과학자들은 천왕성의 자기장이 다소 이상한 방식으로 행동한다는 것을 알고 있다. 자기장 라인은 하루 안에 자주 끊어졌다가 다시 연결된다.
이러한 오로라가 하루 안에 어떻게 변하는지 이해하면 이 불규칙한 자기장을 구동하는 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있다고 Thomas는 말했다.
그러나 오로라는 하루 중 시간뿐만 아니라 연중 계절에 따라 달라지는데, 현재 행성의 어느 면이 태양에 비춰지고 어느 면이 어둠에 잠겨 있는지에 따라 달라진다. 그러나 천왕성이 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 84 지구 년이 걸리므로 과학자들은 이러한 계절적 변화에 대한 이해를 매우 천천히 구축하고 있다.
Thomas는 "현재로서는 천왕성에 대한 데이터의 시즌 가치만 가지고 있다"고 말했다. "현재와 향후 20년과 40년 동안 우리가 수집할 수 있는 모든 것은 이 행성의 오로라가 어떻게 작동하는지 완전히 이해하는 데 정말 중요하다."
출처: Tereza Pultarova, Live Science Contributor
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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