이전 포스트에서 언급했듯이 보이저 1 호는 태양계를 빠져나가고 있는 상태입니다. 2013 년 9월 12일 과학 저널 Science 에 돈 거네트 (Don Gurnett) 가 이끄는 아이오와 대학의 연구팀이 보이저가 사실상 성간 공간에 진입했다는 내용의 논문을 발표했습니다. 이 때를 기해 나사 역시 공식 보도자료를 내고 보이저 1 호가 사실상 성간 공간으로 진입한 첫번째 우주선이 되었다고 발표했습니다. 이는 1977 년 발사 후 36 년 만이며 성간 공간으로 진입한 첫번째 인공물이기도 합니다. 그 거리는 190 억 km 에 달합니다.
... 대략 이런 내용을 이전에 전해드렸지만 회의론과 의심을 미덕으로 삼는 것이 바로 과학이라고 할 수 있습니다. 그러고 앞서 언급했던 대로 사실 '여기까지 태양계 입니다. 안녕히 가십시요' 같은 표지판이 우주에 있을 리 만무하기 때문에 진짜 보이저 1 호가 태양계를 떠났는지 아닌지에 대해서 의문을 제기하는 과학자들이 있습니다. 사실 이 의문은 과연 태양계를 어디까지로 봐야 하는지에 대한 의문이기도 합니다.
이 의문에 답하기 위해서 보이저 팀 과학자들은 새로운 테스트를 제안하고 있습니다. 현재 의문의 핵심은 보이저 1 호가 지금도 태양권 (Heliosphere) 에 있는지 아니면 여기를 이미 빠져나갔는지입니다. 태양권이란 태양에서 비롯된 이온화 된 입자의 흐름인 태양풍의 영향이 미치는 지역으로, 이 밖에는 별 사이의 물질이 영향력을 행사하는 성간 지역 (interstellar space) 이 존재합니다. 그 경계에는 전이 지대로 Termination Shock 와 Heliopause 지역이 존재합니다.
(태양권과 그 주변의 구조도 The heliosphere, in which the Sun and planets reside, is a large bubble inflated from the inside by the high-speed solar wind blowing out from the Sun. Pressure from the solar wind, along with pressure from the surrounding interstellar medium, determines the size and shape of the heliosphere. The supersonic flow of solar wind abruptly slows at the termination shock, the innermost boundary of the solar system. The edge of the solar system is the heliopause. The bow shock pushes ahead through the interstellar medium as the heliosphere plows through the galaxy. Credit: Southwest Research Institute)
(지난 2013 년 8월 나사에서 밝힌 보이저 1 호의 위치 . Position of Voyager 1 on a logarithmic distance scale as of August 2013
This artist's concept puts solar system distances in perspective. The scale bar is in astronomical units, with each set distance beyond 1 AU representing 10 times the previous distance. One AU is the distance from the sun to the Earth, which is about 93 million miles or 150 million kilometers. Neptune, the most distant planet from the sun, is about 30 AU. Informally, the term "solar system" is often used to mean the space out to the last planet. Scientific consensus, however, says the solar system goes out to the Oort Cloud, the source of the comets that swing by our sun on long time scales. Beyond the outer edge of the Oort Cloud, the gravity of other stars begins to dominate that of the sun. The inner edge of the main part of the Oort Cloud could be as close as 1,000 AU from our sun. The outer edge is estimated to be around 100,000 AU. NASA's Voyager 1, humankind's most distant spacecraft, is around 125 AU. Scientists believe it entered interstellar space, or the space between stars, on Aug. 25, 2012. Much of interstellar space is actually inside our solar system. It will take about 300 years for Voyager 1 to reach the inner edge of the Oort Cloud and possibly about 30,000 years to fly beyond it. Alpha Centauri is currently the closest star to our solar system. But, in 40,000 years, Voyager 1 will be closer to the star AC +79 3888 than to our own sun. AC +79 3888 is actually traveling faster toward Voyager 1 than the spacecraft is traveling toward it. The Voyager spacecraft were built and continue to be operated by NASA's Jet Propulsion Laboratory, in Pasadena, Calif. Caltech manages JPL for NASA. The Voyager missions are a part of NASA's Heliophysics System Observatory, sponsored by the Heliophysics Division of the Science Mission Directorate at NASA Headquarters in Washington. For more information about Voyager, visit http://www.nasa.gov/voyager and http://voyager.jpl.nasa.gov.)
(Voyager Reaches Interstellar Space)
보이저 연구팀이 Geophysical Research Letters 에 발표한 내용에 의하면 보이저 1 호가 실제 태양권이 끝나는 부위에서 나타날 것으로 예상되는 current sheet 를 통과할 때 특이한 현상이 나타날 수 있다고 합니다. 이 커튼 같은 지역을 지날 때 태양의 자기장이 물결치면서 자기장의 방향이 변경 될 수 있다는 것입니다. 연구팀은 보이저 1 호가 앞으로 2 년내에 이 신호를 포착할 수 있다고 생각하고 있습니다. 따라서이 신호를 포착하기 위한 연구가 진행될 것으로 보입니다.
현재 태양권과 성간 우주에 대한 논란이 벌어지는 근본적인 이유 가운데 하나는 이제까지 어떤 탐사선도 여기에 도달한 적이 없었기 때문에 여기에 도달한 탐사선이 구체적으로 어떤 일을 겪는지 우리가 알지 못하는데 있습니다. 보이저 1 호는 최초로 이 지역에 도달해 있습니다. 따라서 보이저가 보내오는 자료는 비록 만족스럽지 않더라도 매우 귀중한 정보를 우리에게 제공할 것입니다.
1977 년 발사된 보이저 1 호는 벌써 36 년 10 개월 23일째 (오늘 기준) 우주를 날고 있습니다. 거리로는 지구에서 127 AU (약 191 억 km) 떨어져 있습니다. 이렇게 오래 살아남은 우주선에 대해서 우리가 경의를 느끼는 건 어쩌면 당연하지 않을까요. 보이저 1호가 날아가는 매순간 인간이 만든 인공물이 지구에서 가장 멀리 떨어진 우주를 날아가는 것이며 보이저 1 호는 새 역사를 쓰고 있습니다.
참고
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