기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 758 - 가이아 데이터를 이용한 목성의 위성 관측



(Jupiter and the four Galilean moons. Credit: NASA/JPL/DLR)

(Upcoming stellar occultations by Jupiter's four largest moons. Credit: ESA/Gaia/DPAC; Bruno Morgado (Brazilian National Observatory/LIneA, Brazil) et al. (2019))


 유럽 우주국의 가이아 우주 망원경은 10억 개 이상 별의 데이터를 수집해 천문학 발전에 큰 기여를 하고 있습니다. 하지만 가이아의 기여는 은하계 만이 아니라 태양계 연구에서도 이뤄지고 있습니다. 물론 태양계의 행성과 위성은 가이아 데이터 없이도 관측이 가능하지만, 과학자들은 가이아 데이터를 활용하는 방법을 생각해 냈습니다. 태양계의 위성이 별 앞을 지나는 시간과 위치를 파악해 이를 통해 관측을 하는 것입니다. 


 행성이나 위성이 별 앞으로 지나는 경우 별빛을 관측해 크기, 이동 속도, 대기의 존재 및 구성 등 여러 가지 정보를 알 수 있습니다. 목성의 경우 이런 도움 없이도 직접 관측이 용이하지만, 위성의 경우 별의 도움을 받아 더 상세한 관측이 가능합니다. 브라질 국립 천문대의 브루노 모르가도 (Bruno Morgado of the Brazilian National Observatory)와 그 동료들은 이 방법을 통해 목성의 위성인 유로파를 관측했습니다. 


 유로파 자체는 지상 및 우주 망원경으로도 관측이 가능하지만, 별빛이 가리는 시간을 측정하면 다양한 각도에서 지름을 정확히 잴 수 있습니다. 연구팀은 이 방법으로 유로파의 지름이 1562 km ('semi-major' axis)와 1560.4 km ('semi-minor' axis) 정도 된다는 사실을 알아냈습니다. 여러 각도에서 잰 지름은 유로파의 입체적 구조와 유로파가 목성에서 받는 힘을 알아내는데 도움을 줍니다. 유로파 내부에 액체 상태의 물이 있을 수 있는 이유는 목성에서 받는 중력에 의한 조석력 때문이지만, 그 상세한 메카니즘을 풀어내기 위해서는 보다 많은 데이터가 필요합니다. 


 연구팀은 2019-2021년 사이 목성의 위성에서 발생할 여러 차례의 식현상을 관측하기 위해 준비 중입니다. (Europa (22 June 2020), Callisto (20 June 2020, 4 May 2021), Io (9 and 21 September 2019, 2 April 2021), and Ganymede (25 April 2021)) 가이아 데이터 덕분에 과학자들은 관측에 적당한 별이 언제 위성 뒤로 숨을지 알 수 있습니다. 이렇게 수집한 데이터는 현재 유럽 우주국이 준비 중인 목성 위성 탐사 임무인 JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) 및 나사의 유로파 클리퍼 탐사선이 목성의 위성을 탐사하기 전까지 매우 유용한 정보를 제공할 것입니다. 



(JUICE 임무) 


 현재 목성을 탐사 중인 주노는 위성에 먼 거리에 있고 궤도가 극궤도라 위성들을 탐사하기 적합하지 않은 상태입니다. 따라서 새로운 탐사선이 갈 때까지 과학자들은 가능한 모든 방법으로 이들에 대한 연구를 진행해야 하는 상태입니다. 가이아 데이터 역시 그 가능한 방법 중 하나인 것입니다. 어떤 어려움이 있어도 연구는 계속될 것입니다. 


 참고 

B. Morgado et al. First stellar occultation by the Galilean moon Europa and upcoming events between 2019 and 2021, Astronomy & Astrophysics (2019). DOI: 10.1051/0004-6361/201935500


댓글

이 블로그의 인기 게시물

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 ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...