기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 493 - 명왕성 주변의 태양풍 환경



(Using data from an instrument aboard the New Horizons spacecraft gathered on its Pluto flyby in July 2015, scientists have observed the material coming off of Pluto and seen how it interacts with the solar wind. This figure shows the size scale of Pluto’s interaction with the solar wind derived from the data. The bow shock is indicated by the extension of the locations where the study’s authors measured the light, solar wind ions to be about 20 percent slowed down from the upstream solar wind speed. The Plutopause (purple) is a finite-sized boundary layer ~0.9 Pluto radii thick at the nose and separates the solar wind (blue) from the heavy ion tail (red). Even though the heavy ion tail extends back more than 100 Pluto radii at the time of the New Horizons flyby, the upstream interaction is very compact and the bow shock is almost compressed onto the obstacle. Credit: American Geophysical Union. )


 명왕성은 태양에서 멀리 떨어져 있기 때문에 주변의 태양풍 역시 미약합니다. 사실상 인간의 기준에서 보면 그 주변 우주 공간은 매우 높은 진공상태라고 할 수 있습니다. 여기에 명왕성 역시 제대로 된 자기장을 가지기엔 너무 작은 천체라서 과학자들은 명왕성이 태양풍에 미치는 영향력은 크지 않을 것으로 예측했습니다. 


 하지만 프린스턴 대학의 맥코마스 교수(David J. McComas, professor in Princeton University's Department of Astrophysical Sciences)와 그의 동료들은 뉴호라이즌스호에 탑재된 Solar Wind Around Pluto (SWAP)의 데이터를 이용해서 명왕성 주변의 태양풍과 입자의 흐름을 조사했습니다. 그 결과는 예상치 못했던 것이었습니다. 


 명왕성 주변에는 매우 큰 입자의 충격파와 흐름이 있었으며 그 꼬리는 명왕성 지름의 100배에 달하는 거리에 걸쳐있었습니다. 이는 명왕성이 자기장도 없고 대기 역시 매우 희박한 작은 천체라는 점을 생각하면 매우 의외의 결과입니다. 


(Schematic diagram of Pluto’s interaction with the solar wind as inferred from SWAP observations along the trajectory of the New Horizons flyby. New Horizons crossed the Sun-Pluto line from the dawn/southern portion of the tail (dashed portion of trajectory) into the dusk/northern (solid portion of the trajectory in the cutaway) at ~44 Pluto radii down tail. Portions of the trajectory inside the heavy ion tail behind Pluto are indicated in red and light ion sheath that surrounds the tail are in blue. The bow shock observed near Pluto has dissipated into just a bow wave by the distance back that New Horizons exited through it. Credit: American Geophysical Union.


 명왕성 주변의 입자 흐름은 위의 모식도에서 보듯이 생각보다 매우 클 뿐 아니라 복잡한 양상을 보이고 있습니다. 연구팀에 의하면 이는 행성과 혜성의 중간 정도되는 독특한 구조로 태양계에서 처음으로 발견한 것이라고 합니다. 따라서 이번 연구는 직접 가서 실제로 탐사하고 관측하는 것이 얼마나 중요한지 다시 일깨웠다고 연구팀은 설명했습니다. 


 아마도 명왕성의 중력이 태양에서 오는 무거운 입자를 잡아둘정도는 아니지만 이들을 다소 느려지게 만들어 하나의 층을 만드는 것은 가능한 것이 이와 같은 독특한 입자의 흐름을 가능하게 만든 것으로 보입니다. 그렇다하더라도 명왕성이 지구만큼 큰 거대한 이온 입자의 꼬리를 가지고 있다는 것은 놀라운 일입니다. 


 앞으로 이 데이터는 게속 분석되어 명왕성과 태양풍의 상호 작용에 대한 데이터를 제공할 것입니다. 명왕성 주변 환경이 이렇다면 에리스 등 다른 카이퍼 벨트의 왜소행성 역시 비슷한 환경을 지니고 있을지 모릅니다. 이것 역시 흥미로운 이야기지만, 확답을 얻기 위해서는 역시 직접 탐사선을 보내야 할 것입니다. 


 참고 


"Pluto's Interaction with the Solar Wind," D. J. McComas et al. , 2016, Journal of Geophysical Research - Space Physics, onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JA022599/abstract 




  

댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...