(Magnetic field lines. a, North polar view; b, south polar view; c, equatorial view. The non-dipolar nature of the magnetic field in the northern hemisphere and the dipolar nature in the southern hemisphere is apparent. The equatorial view is centred near the Great Blue Spot and shows the linkage of magnetic field lines that enter through the Great Blue Spot. The contoured surface on which the field lines shown start and end is at r = 0.85RJ, where the density of field lines is proportional to the radial magnetic field strength and is depicted by the colour scale (red outward flux, blue inward flux). Credit: Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0468-5)
나사의 주노 우주선이 2년간 보내온 데이터를 바탕으로 미국 및 덴마크의 과학자팀이 목성의 자기장이 지구와는 크게 다르다는 사실을 확인했습니다. 목성은 지구의 수천배에 달하는 강력한 자기장을 지녀 태양계의 행성 가운데서 가장 강력한 자기장을 가지고 있습니다. 하지만 지구처럼 암석 행성이 아니고 가스 행성이라는 점 때문에 자기장의 구조는 크게 다를 것으로 생각해왔습니다. 다만 주노 처럼 근접해서 자기장을 정밀 측정한 적이 없었기 때문에 과학자들은 목성 자기장에 대해서 막연한 추론만 가능했습니다.
주노 데이터 연구 결과 밝혀진 가장 예상치 못했던 사실은 목성의 자기장이 지구처럼 북극과 남극 사이에 거대 자석처럼 있는 게 아니라 북쪽에서 나온 자기장이 남극은 물론 적도 지방과도 연결되어 있다는 사실입니다. 왜 이런 독특한 형태가 되었는지는 정확히 알 수 없지만, 암석 행성과 다른 목성의 내구 구조가 원인을 가능성이 제일 큽니다.
지구 자기장의 발생 원인은 보통 지구 금속 핵과 주변의 회전에 의한 다이나모 이론으로 설명합니다. 그런데 목성의 경우 이런 전도성이 좋은 금속 핵이 없기 때문에 고온 고압 상태에서 금속과 비슷한 상태로 변한 액체 금속 수소 (liquid metallic hydrogen)이 원인으로 설명됩니다. 하지만 사실 과학자들도 아직 모르는 것이 많은 상태입니다.
앞으로 주노가 보내온 데이터를 바탕으로 목성의 내부 구조를 이해할 수 있는 결정적인 연구 결과가 나오기를 기대합니다.
참고
Kimberly M. Moore et al. A complex dynamo inferred from the hemispheric dichotomy of Jupiter's magnetic field, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0468-5
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