태양계 이야기 953 - 가니메데의 영향을 받는 목성의 오로라

(NASA's Juno spacecraft flew through the intense beam of electrons traveling from Ganymede, Jupiter's largest moon, to its auroral footprint on the gas giant. SwRI scientists used the resulting data to connect the particle population traveling along the beam with associated auroral emissions to unveil the mysterious processes creating the shimmering lights. Credit: NASA/Southwest Research Institute/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/Kevin M. Gill/Italian Space Agency/Italian National Institute for Astrophysics/Björn Jónsson/ULiège/Bertrand Bonfond/Vincent Hue)

목성은 태양계에서 가장 강력한 자기장을 지닌 행성으로 극지방에 나타나는 오로라의 크기 역시 거대합니다. 한 가지 더 흥미로운 사실은 이 오로라가 위성의 영향을 받는다는 것입니다.

목성의 4대 위성들은 미니 태양계라고 불릴 만큼 크고 목성에서 가까운 거리에서 공전하기 때문에 크게 확장된 목성의 자기장을 지나가면서 자기장에 영향을 미칩니다. 여기에 태양계에서 가장 큰 위성인 가니메데는 위성 가운데 유일하게 강력한 자체 자기장을 지녀 먼 거리에서도 목성 자기장에 영향일 주고 받습니다.

나사의 주노 탐사선은 2020년 11월 8일 처음으로 가니메데에서 나오는 강력한 전자빔을 관측했습니다. 참고로 주노 탐사선은 목성의 극궤도를 타원형으로 공전하면서 목성의 오로라를 상세히 관측했으며 현재는 가니메데를 포함한 목성의 위성에 대한 추가 관측 프로젝트를 진행 중입니다.

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빈센트 휴 박사 (Dr. Vincent Hue)가 이끄는 사우스웨스트 연구소 (Southwest Research Institute)의 과학자들은 주노에 탑재된 Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE)와 Ultraviolet Spectrometer (UVS)를 분석해 가니메데가 목성의 오로라에 미치는 영향을 분석했습니다.

그 결과 비처럼 내리는 전자의 이동을 추적해 목성 오로라에 비친 가니메데의 영향을 확인할 수 있었습니다. 재미있는 사실은 자체 자기장은 없지만, 이오 역시 매우 가까운 거리에서 오로라에 흔적을 남기고 있다는 것입니다. (영상 참조)

(Credit: Southwest Research Institute)

참고로 지구의 달은 지구의 자기권 밖에 있을 뿐 아니라 자체 자기장이 거의 없어 지구 오로라에 영향을 미칠 수 없습니다. 목성이니까 이런 일이 가능한 셈인데, 앞으로 주노가 목성과 위성에 점점 가까이 다가감에 따라 어떤 신기한 현상을 보여줄지 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2022-04-scientists-dots-galilean-moon-auroral.html

V. Hue et al, A Comprehensive Set of Juno In Situ and Remote Sensing Observations of the Ganymede Auroral Footprint, Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2021GL096994

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