보이저 호가 밝힌 Heliosphere 의 모습

KINETIC VERSUS MULTI-FLUID APPROACH FOR INTERSTELLAR NEUTRALS IN THE HELIOSPHERE: EXPLORATION OF THE INTERSTELLAR MAGNETIC FIELD EFFECTS

 현재 보이저 1,2 탐사선은 지구에서 최대 100억 마일 (160억 km) 떨어진 지점을 통과하고 있다. 여기서에서 이루어지는 중요한 관측가운데 하나는 태양의 항성풍이다. 태양의 항성풍이 끝나고 Interstellar medium 이 시작되는 부위까지를 Heliosphere 라고 부르며 태양풍이 영향을 미치는 공간으로 생각하는데 현재 보이저 우주선들은 이 부위를 지나고 있는 중이다. 

 최근 나사의 과학자들은 보이저 호의 자료를 분석하여 Heliosphere 가장 자리에 태양풍이 약해지는 TS (Termination shock) 의 모습이 균일하지 않고 비대칭적이며 끊어진 모습이라는 사실을 알아 냈다. 태양은 자전하면서 주변으로 자기장과 항성풍을 내뿜게 되는데 그 모습은 발레리나의 스커트 (ballerina's skirt) 같은 모습이다. 

(태양의 Heliospheric current sheet. 가장 바깥에 표시된 행성이 목성이다. 이 모습을 발레리나의 스커트 같다고 하는데 태양의 자전에 의해 자기장의 거대한 구조가 뒤틀리는 것이다 Heliospheric current sheet, the largest structure in the Solar System, resulting from the influence of the Sun's rotating magnetic field on the plasma in the interplanetary medium (Solar Wind). The wavy spiral shape has been likened to a ballerina's skirt. Image credit: NASA artist Werner Heil) 

 아마도 보이저호는 이 스커트 끝에 주름이 뭉쳐진 부위에 있는 것으로 생각된다. 이곳은 자기장이 뭉쳐 자기장 버블 (Magnetic bubble) 이 있는 곳으로 생각되며 태양계 외각의 heliosheath 가 단순한 껍질 같은 구조가 아님을 보여준다. 

(Old and new views of the heliosheath. Red and blue spirals are the gracefully curving magnetic field lines of orthodox models. New data from Voyager add a magnetic froth (inset) to the mix. (Credit: NASA))

 위의 그림은 heliosheath 에 대한 새로운 모델과 구 모델의 차이를 설명해준다. 보이저 호의 관측 결과는 태양풍과 주변의 성간물질을 구별해주는  heliosheath 에 대해서 매우 중요한 정보를 알려주고 있다. 1977년에 발사해 올해로 34년째 우주를 날아가는 이 우주선이 거둔 과학적 성과는 모두의 예상을 뛰어넘었다고 해도 과언이 아닐 것이다. 

Journal Reference:

Fathallah Alouani-Bibi, Merav Opher, Dimitry Alexashov, Vladislav Izmodenov, Gabor Toth. Kinetic versus Multi-fluid Approach for Interstellar Neutrals in the Heliosphere: Exploration of the Interstellar Magnetic Field Effects. The Astrophysical Journal, 2011; 734 (1): 45 DOI: 10.1088/0004-637X/734/1/45