기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 901 - 태양계 경계의 역동적인 모습을 확인한 IBEX



 (A diagram depicting the boundary layer of the heliosphere, called the heliopause, and the termination shock, where the solar winds slow to subsonic speeds. Credit: NASA/IBEX/Adler Planetarium)




(The first three-dimensional map of the boundary between our solar system and interstellar space, called the heliopause. Credit: Los Alamos National Laboratory)




 태양계 외부에서 날아오는 고에너지 입자와 태양풍의 흐름을 측정하기 위해 발사된 나사의 탐사선인 Interstellar Boundary Explorer (IBEX)이 태양계의 경계인 헬리오포즈 (heliopause, 태양권 계면)를 관측한 결과를 발표했습니다. 헬리오포즈는 태양에서 나오는 물질인 태양풍의 압력과 성간 입자의 압력이 같아지는 부위로 이 범위 밖에서는 태양풍 입자가 거의 사라지기 때문에 태양계의 경계로 불립니다. 



 헬리오포즈: https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5677764&cid=40942&categoryId=32286



 로스 알라모스 미 국립 연구소의 댄 레이센펠드 (Dan Reisenfeld, a scientist at Los Alamos National Laboratory)가 이끄는 연구팀은 2009-2019년 사이 관측한 IBEX 데이터를 이용해서 헬리오포즈의 모습을 관측했습니다. 물론 IBEX는 헬리오포즈가 아니라 지구 궤도를 도는 위성이지만, 초음파처럼 멀리서 날아오는 입자를 관측해 직접 가지 않고도 헬리오포즈의 범위와 거리를 알 수 있습니다. 



 연구팀에 따르면 헬리오포즈는 완전한 구형이 아니라 한쪽이 넓게 퍼진 불규칙한 타원형입니다. 그 이유는 태양이 일정한 속도로 성간 가스 사이를 지나면서 꼬리처럼 흔적으로 남기기 때문입니다. (사진 참조) 헬리오포즈는 태양의 진행 방향으로는 반지름 120AU 정도 거리에 있고 반대 방향으로는 350AU 거리까지 퍼져 있습니다. 다만 이는 고정된 경계가 아니라 태양 활동에 따라 변하는 역동적인 경계입니다. 




(동영상) 



 과학자들은 대중적으로 유명한 보이저 1/2호의 활약 뿐 아니라 대중에게는 아직 생소한 IBEX 탐사선이 도움으로 태양계의 끝자락이 어떻게 되어 있는지 상세한 정보를 얻었습니다. 하지만 모든 의문이 해결된 것은 아닙니다. 앞으로 추가 관측 및 차세대 우주 탐사선을 통해 태양계의 마지막 부분이 어떤 구조로 되어 있는지, 그리고 외부 우주 공간은 어떤 환경인지에 대한 정보를 더 구체적으로 얻을 수 있을 것입니다. 



 참고 



https://phys.org/news/2021-06-boundary-heliosphere.html


https://newatlas.com/space/first-map-heliopause-interstellar-space/


Daniel B. Reisenfeld et al, A Three-dimensional Map of the Heliosphere from IBEX, The Astrophysical Journal Supplement Series (2021). DOI: 10.3847/1538-4365/abf658





댓글

이 블로그의 인기 게시물

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

벽돌 속에 전기를 저장하는 코팅

  ( Red brick device developed by chemists at Washington University in St. Louis lights up a green light-emitting diode. The photo shows the core-shell architecture of a nanofibrillar PEDOT-coated brick electrode. Credit: D'Arcy laboratory, Department of Chemistry, Washington University in St. Louis )  신재생 에너지 확대와 에너지를 24시간 차질 없이 공급해야 하는 기업과 기관 (예를 들어 병원, 금용기관, 중요 산업 시스템 및 기타 갑자기 시스템을 중지할 수 없는 분야)이 증가함에 따라 에너지 저장 장치 (ESS)의 수요 역시 가파르게 증가하고 있습니다. 특히 풍력과 태양광처럼 에너지 생산량 변동이 심한 에너지원이 보급되면서 값싸고 안전하게 대량의 에너지를 저장할 수 있는 방법의 요구가 커지고 있습니다.   워싱턴 대학 줄리오 다르시 ( Julio D'Arcy ) 교수가 이끄는 연구팀은 평범한 벽돌에 전기를 저장할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 연구팀의 접근법은 전기가 통하는 폴리머 소재인  PEDOT를 코팅해 벽돌 자체를 슈퍼 커패시터 (콘덴서)로 만드는 것입니다. 화학 배터리 대신 슈퍼 커패시터에 전기를 저장하는 연구는 일찍부터 있어왔지만, 흔한 벽돌 소재의 슈퍼 커패시터는 참신한 시도라고 할 수 있습니다. 벽돌에 에너지를 저장하려는 시도 역시 이전에도 있었지만, 대개 열을 저장하는 방식이었고 전기 자체를 저장하는 방식은 새로운 시도입니다.   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221592595133  연구팀에 따르면 일반적인 크기의 벽돌에 PEDOT 소재를 코팅할 경우 최대 10분 정도 LED 전...

상어 비늘을 흉내낸 항공기 스킨 - 에어로샤크

  (출처: 루프트한자 그룹) ​ ​ 몇년 전 소개드린 바 있는 에어로샤크(AeroSHARK)가 유럽 항공 안전국(EASA)으로부터 에어버스 A330-300에 탑재해도 좋다는 승인을 받아 적용 범위를 확장하게 됐습니다. 상어의 비늘을 모방해서 항력을 낮추는 에어로샤크는 가벼운 필름 형태로 부착해서 항공기의 연료 효율을 높일 수 있습니다. ​ 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222658782756 ​ 항공기를 잡아당기는 항력 (drag)은 항공기의 연료 소모를 증가시키는 원인 중 하나입니다. 여객기의 알루미늄 합금 동체는 만져보면 매끄럽게 느껴지지만, 사실 표면은 미세하게 거친 상태입니다. 비행기가 시속 890km의 속도로 대기를 뚫고 나아갈 때 얇은 공기층이 동체에 달라붙는데, 표면과 이 공기층 사이에는 약 1밀리미터 두께의 아주 작은 틈이 있습니다. 점성 하층이라고 불리는 이 틈은 소용돌이가 무질서하게 뒤섞인 공기 덩어리입니다. ​ 이 얇은 난류층은 표면 마찰 항력을 발생시킵니다. 이는 전체 공기역학적 항력의 약 50%를 차지하며, 성능과 비행 효율을 떨어뜨리는 요인입니다. 그런데 사실 상어는 수억 년 전부터 기발한 방법으로 물속에서 항력을 낮춰왔습니다. 상어는 작고 이빨처럼 생긴 비늘인 피부치상돌기를 지니고 있습니다. 상어의 몸을 따라 길게 뻗어 있는 이 작은 돌기들은 물이 상어의 몸 위로 흐를 때, 미세한 소용돌이가 피부에 직접 닿지 않도록 막습니다. 이렇게 하면 난류가 억제되어 상어가 빠르고 부드럽게 헤엄칠 수 있게 됩니다. ​ ​ 에어로사크는 자연의 디자인을 모방하여 유사한 효과를 냅니다. 이는 상어 이빨 능선의 기하학적 구조와 높이, 간격을 흉내낸 50마이크로미터 크기의 홈이 새겨진 인공 고분자 필름입니다. 이 얇은 필름을 비행기 동체에 붙으면 비행당 연료 소비량과 배출량을 1% 줄일 수 있으며, 날개와 꼬리날개에도 붙인 경우 최대 2%까지 줄일 수 있습니다. ​ 디스커버 항공은 자사의 에어버스 ...