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태양계 이야기 882 - 주노가 확인한 목성의 미스터리 거대 오로라



 (This illustration depicts ultraviolet polar aurorae on Jupiter and Earth. While the diameter of the Jovian world is 10 times larger than that of Earth, both planets have markedly similar aurora.

Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/UVS/STScI/MODIS/WIC/IMAGE/ULiège)



 나사의 목성 탐사선 주노 (Juno)가 목성 극지방에서 발생하는 미스터리 거대 오로라의 전체 모습을 확인했습니다. 오로라 새벽 폭풍 (auroral dawn storms)으로 알려진 이 오로라는 1994년 허블 우주 망원경에 의해 처음으로 관측된 이후 지상과 우주의 여러 망원경을 통해 연구됐습니다. 이름처럼 목성의 새벽에 거대한 고리 같은 오로라가 형성되는데, 지금까지 과학자들은 전체 모습이 아니라 낮인 부분밖에 볼 수 없었습니다. 주노의 관측 이전에는 밤인 부분의 모습까지 확인할 수 없었던 것입니다. 



 주노는 과거 목성을 방문했던 다른 탐사선과 달리 극궤도 위성으로 목성의 남극과 북극 상공 위를 비행하기 때문에 극지방 위에서 오로라를 내려다볼 수 있습니다. 덕분에 과학자들은 극지방에 고리 모양으로 형성되는 초거대 오로라의 전체 모습을 확인할 수 있었습니다. 





(This video clip depicts the evolution of a dawn storm in Jupiter’s polar aurorae. The imagery for the video was collected using data from the from the Ultraviolet Spectrograph instrument aboard NASA’s Juno spacecraft.

Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/UVS/ULiège)



 벨기에 리에주 대학 (University of Liège)의 연구팀은 이 미스터리 오로라의 정체를 밝히기 위해 주노의 자외선 분광기 (Ultraviolet Spectrograph)를 통해 이를 분석했습니다. 연구팀에 따르면 이 폭풍은 밤에 태어나 자전에 따라 낮인 부분까지 원형으로 발달합니다. 그리고 수백에서 수천 기가와트 (GW) 에너지의 강력한 자외선을 우주로 방출합니다. 그 에너지는 일반적인 목성 오로라의 10배에 달해 지구에서도 관측이 가능했던 것입니다. 



 연구팀에 의하면 이 독특한 오로라는 지구에서 보는 서브스톰 (substorm)과 매우 유사한 형태입니다. 지구 자기장의 끝부분에서 우주로 에너지가 방출되는 오로라인 서브스톰을 목성에서 관측한 셈입니다. 지구와 목성이 각각 암석형, 거대 가스형 행성이라는 큰 차이점이 있는데도 비슷한 현상이 발생한데 대해서 과학자들은 큰 흥미를 보이고 있습니다. 



 목성은 태양계에서 가장 강력한 자기장을 지닌 행성으로 그 세기는 지구의 수천 배에 달합니다. 그런 만큼 목성의 오로라에는 우리가 아직 알지 못하는 여러 가지 신비로운 현상과 비밀이 숨어 있을 것입니다. 과학자들은 주노를 통해 그 비밀을 풀 실마리에 한 걸음 더 다가갈 것입니다. 



 참고 



 https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-juno-reveals-dark-origins-of-one-of-jupiter-s-grand-light-shows


https://phys.org/news/2021-03-nasa-juno-reveals-dark-jupiter.html


B. Bonfond et al, Are Dawn Storms Jupiter's Auroral Substorms? AGU Advances, First published: 16 March 2021 doi.org/10.1029/2020AV000275
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