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- 목성의 오로라는 지구의 오로라와 매우 유사, 범위와 에너지는 지상파보다 몇 배 더 크다
- 화성에는 자기장이 없기 때문에 실제로 오로라의 전제 조건이 부족하다.

외계인 조명: 다른 행성의 오로라

Aurora Borealis는 순전히 지상파 현상이 아니다. 화성, 목성 그리고 토성의 태양계에서도 매혹적인 천상의 빛을 관찰할 수 있다. 경우에 따라 모양과 분포가 지구의 극광과 매우 유사하다. 그러나 이 외계 오로라 뒤에 있는 메커니즘은 어떤 경우에는 놀라울 정도로 다르다. 

▲ 목성 북극의 오로라 © NASA, John Clarke/ 미시간 대학교

목성: 메가 오로라

언뜻 보기에 목성의 오로라는 지구의 오로라와 매우 유사하다. 그들은 빛나는 고리를 형성하는 극지방에 집중되어 있다. 그러나 그들의 범위와 에너지는 지상파보다 몇 배 더 크다. 목성 오로라에서 방출되는 방사선은 너무 강해서 발명가이자 라디오 개척자인 Nikola Tesla는 일찍이 1900년에 자신의 장치로 그것을 포착했다. 당시에는 이 신비한 라디오 펄스가 어디서 왔는지 전혀 몰랐다.

이상한 점은 목성의 오로라가 너무 강렬해서 태양풍만으로는 그 원인이 될 수 없다는 것이다. 목성의 자기권에서 이러한 플레어를 일으키는 다른 하전 입자 소스가 있어야 한다. 허블 우주 망원경의 관측과 NASA의 Juno 우주선의 데이터는 최근 몇 년 동안 이 배후에 무엇이 있는지 밝혀냈다.

"연료" 공급자로서의 달

그들은 오로라의 "연료" 중 일부가 목성의 가장 안쪽 위성인 이오에서 나온다는 것을 보여준다. 이 달의 무수한 활화산은 많은 양의 입자를 우주로 방출한다. 목성의 자기장은 너무 커서 Io를 포함하기 때문에 목성의 자기장선은 이러한 입자를 "가두어 둔다". 그들은 가속되어 필드 라인을 따라 가스 거인의 극 근처 대기로 경주한다. 그곳에서 그들은 오로라에 기여한다.

▲ 자기 입자 다리는 엔셀라두스와 토성을 연결하여 이 오로라에 코일을 남긴다.

그것은 토성과 비슷하다. 달도 이 거대한 가스 행성에서 극광의 형성에 기여한다. NASA의 카시니 우주선의 데이터에 따르면 약 14만 마일 떨어진 토성과 위성 엔셀라두스 사이에 하전 입자 다리가 있음이 밝혀졌다. 이 빔의 전자는 북극 주변의 오로라에서 빛나는 UV "발자국"으로 토성에서 볼 수 있는 에너지를 방출한다.

화성: 행성 전체가 빛난다

훨씬 더 신비한 것은 화성의 오로라다. 이웃 행성에는 자기장이 없기 때문에 실제로 오로라의 전제 조건이 부족하다. 대신, 특히 남반구에는 버섯처럼 땅에서 솟아오르는 국지적 자기장이 거의 없다. 결과적으로 붉은 행성에는 두 개의 큰 자극이 있는 것이 아니라 더 작고 자극적인 자기 패턴이 많이 있다.

그럼에도 불구하고 2004년에 천문학자들이 발견한 것처럼 오로라는 이러한 화성의 "자기 버섯"에서도 형성될 수 있다. 그들은 주로 UV 범위에서 빛난다. 더 이상한 것은 자기장이 전혀 없는 행성의 북쪽 절반에서도 MAVEN 우주선이 2015년에 그러한 오로라를 관찰했다는 것이다.

▲ 2017년 9월 12./13일 태양 폭풍 동안 UV 범위의 오로라가 화성 전역에서 빛났다. © NASA/GSFC, University of Colorado

2017년 9월 강력한 태양 폭풍이 화성을 강타했을 때6 MAVEN 탐사선은 훨씬 더 놀라운 사실을 기록했다. 행성 전체가 갑자기 자외선으로 빛났다. 큰 오로라가 이틀 이상 화성 전체를 비추었다. 명백하게 화성의 대기 전체에서 입자 충돌이 이 현상을 일으켰다. 그러나 필요한 에너지를 얻기 위해 자기장 없이 입자가 어떻게 충분히 가속되는지는 지금까지 미스터리다.

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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