(Images from a ground-based infrared telescope, showing Jupiter at 5 micron wavelength radiation. The remarkable change between May 2001 and December 2011 in the North Equatorial Belt (highlighted between the dashed blue lines) can be seen. Credit: Arrate Antuñano/NASA/IRTF/NSFCam/SpeX)
목성의 상징은 거대한 수평 줄무늬와 거대한 소용돌이인 대적점 입니다. 대적점은 최근 크기가 줄어 과학자들은 물론 일반 대중의 관심도 끌었지만, 사실 목성의 줄무늬 역시 끊임 없이 변화하면서 나타나고 사라지거나 색상이 교대로 변하기도 합니다.
나사의 목성 탐사선 주노는 거대한 물감을 풀어놓은 듯한 목성의 표면 줄무늬를 상세히 관측했습니다. 하지만 주노의 관측 장비는 표면의 구름층만 관측하는 것이 아니라 그 아래 층까지 꿰뚤어 볼 수 있습니다.
리즈 대학의 연구팀은 주노의 적외선 관측 데이터와 자기장 데이터를 분석해서 줄무늬 형태에 자기장이 영향을 미치고 있다는 사실을 발견했습니다.
리즈 대학의 호리 쿠미코 박사와 크리스 존스 교수 (Dr. Kumiko Hori and Professor Chris Jones)가 이끄는 연구팀은 4-5년 주기로 바뀌는 목성의 줄무늬 패턴의 원인을 알기 위해 표면에서 50km 아래 구름층을 투과한 적외선 이미지를 분석했습니다.
연구팀은 목성의 내부 구름층이 자기장에 의한 비틀림 진동 (torsional oscillations,, 가늘고 긴 물체에 비틀림을 작용시키면 비틀림 각이 생기고 그에 비례하는 복원력이 작용하는데, 이 복원력에 의한 진동이 비틀림 진동)에 의해 물결치는 형태로 변한다는 사실을 확인했습니다.
사실 이런 변형은 1-2년 사이에 나타나지 않기 때문에 연구에 어려움이 있을 수 있으나 2016년부터 임무에 들어간 주노가 예상보다 긴 기간 임무를 수행해 장시간에 걸친 변화를 확인할 수 있었습니다.
추가적으로 주노의 목성 자기장 데이터는 목성의 또 다른 큰 반점인 대청점 (Great Blue Spot) 쪽으로 향하는 자기장이 있다는 것을 보여줬습니다. 대청점은 동쪽으로 이동하다가 속도가 느려지며 서쪽으로 방향을 바꿨는데, 여기에도 자기장이 작용한 것으로 보입니다.
과학자들은 새로운 탐사선과 데이터를 통해 계속해서 태양계의 거인 목성의 미스터리를 풀어 나가고 있습니다. 하지만 동시에 아직 풀지 못한 미스터리가 더 많은 게 사실입니다. 앞으로 남은 임무 기간 동안 주노가 계속 보내올 데이터가 새로운 미스터리를 푸는 데 도움이 될 것으로 생각합니다.
참고
https://phys.org/news/2023-05-mystery-jupiter-stunning.html
Kumiko Hori et al, Jupiter's cloud-level variability triggered by torsional oscillations in the interior, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01967-1
댓글
댓글 쓰기