기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 1197 - 토성의 자기장이 비대칭인 이유



 (Schematic showing the position of Saturn's cusp compared to Earth's. Credit: SUSTech)

​

​

지구는 강한 자기장을 지니고 있어 대기와 지구 표면에 살고 있는 생물체들을 보호하고 있습니다. 자기장이 거의 없다시피한 화성이 대기 대부분을 잃은 것과 대조적입니다. 하지만 태양계의 큰 형님인 목성과 토성은 지구와도 비교할 수 없을 정도로 강력한 자기장을 지닌 행성입니다.

​

유니버시티 칼리지 런던 (University College London, UCL) 및 중국과학원, 남방과학기술대학교, 홍콩대학교의 과학자들은 나사 카시니 탐사선에 탑재되었던 두 가지 장비(카시니 자기계, MAG와 카시니 플라즈마 분광기, CAPS) 데이터를 분석해 토성의 자기권이 지구보다 훨씬 클 뿐 아니라 상당히 비대칭적 구조를 지니고 있다는 점을 알아냈습니다.

​

연구팀은 카시니 우주 탐사선이 2004년부터 2010년 사이 6년간 67회 토성의 자전 중심축을 통과할 때 데이터를 분석했습니다. 그리고 토성의 자기장 선이 극지방으로 휘어져 들어가면서 대전 입자를 대기로 집중시키는 지점인 토성 자기장의 정점(cusp)의 정확한 위치를 파악했습니다.

​

그 결과 연구팀은 토성 자기장의 정점이 태양에서 볼 때 토성의 자전축의 끝부분이 오른쪽으로 치우쳐 있으며, 지구 시간으로 12시가 아닌 시계 방향으로 13시에서 15시 사이에 가장 자주 위치한다는 사실을 발견했습니다. 즉 자기장이 대칭이 아니라 한쪽으로 치우쳐져 있는 것입니다. (사진 참조)

​

이는 토성의 매우 빠른 자전 속도(토성의 하루는 10.7시간)와 토성의 위성, 특히 엔셀라두스에서 방출된 가스로 이루어진 플라즈마 덩어리가 주변을 휘감고 있기 때문일 가능성이 높다는 것이 연구팀의 분석입니다. 간헐천을 통해 엄청난 양의 수증기를 방출하여 이온화시키고, 이로 인해 자기권에 무거운 플라스마가 채워지면 행성의 자전으로 인해 이 플라스마가 끌어당겨지면서 자기장이 변하면서 자기장 선을 오른쪽으로 끌어당기는 것으로 추정됩니다.

​

태양계에서 가장 활발한 수증기 분출 활동을 일으키는 위성인 엔셀라두스는 토성의 고리에 계속 새로운 물질을 공급하는 것으로 알려져 있습니다. 이번 연구에서는 자기장의 형태까지 바꿀 수 있다는 점을 보여줬습니다. 하지만 엔셀라두스가 내뿜는 수증기에서 가장 흥미로운 사실은 어쩌면 내부의 생명체의 존재를 시사할 수 있는 물질이 있을 수 있다는 것입니다.

​

유럽 우주국은 이를 탐사하기 위해 2040년대 탐사 프로젝트를 추진하고 있습니다. 카시니 이후 새로운 탐사선이 토성과 엔셀라두스를 탐사하면 더 놀라운 사실들이 밝혀질 것으로 기대합니다.

​

​

참고

​

https://phys.org/news/2026-03-saturn-magnetic-lopsided-earth.html#google_vignette

​

Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-69666-9

​

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...

렘 수면이 식이 패턴에 영향을 준다?

  ( Using a techniqu e called optogenetics, the activity of cells in the brain can be specifically suppressed with light pulses. Credit: Pascal Gugler / Insel Gruppe )  수면 중 빠른 안구 운동이 발생하는 렘 (REM) 수면은 아직도 그 기능이 완전히 밝혀지지 않았지만, 수면에서 매우 중요한 부분이라는 사실은 확실합니다. 렘 수면은 꿈과 관련이 깊으며 전체 수면 시간이 부족하지 않더라도 렘 수면 시간이 짧으면 다음날 집중력이 떨어지고 많이 피곤하게 됩니다. 아마도 렘 수면 시간 동안 여러 가지 기능과 작업이 이뤄짐을 시사하는 결과입니다.   베른 대학교 ( University of Bern )의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 렘 수면이 식이 패턴에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구팀은 렘 수면이 외측 시상하부 ( lateral hypothalamus)에 영향을 주어 식욕을 조절할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 외측 시상하부는 모든 포유류에서 볼 수 있는 시상하부의 작은 핵으로 식욕을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 과거 과학자들은 렘 수면 동안 외측 시상하부가 활성화되는 것을 확인했지만, 렘 수면이 실제 식욕을 조절하는지에 대해서는 알지 못했습니다. 렘 수면 동안 외측 시상하부만 차단할 방법이 없었기 때문입니다.   연구팀은 빛으로 살아있는 세포를 조절하는 기술인 광유전학 (optogenetic) 방식으로 렘 수면 중인 쥐의 외측 시상하부 활동을 차단했습니다. 그 결과 쥐의 식욕이 저하되는 것을 확인할 수 있었습니다. 불과 하루 간 차단만으로도 4일 정도 효과가 지속될 정도로 식욕에 대한 영향이 컸습니다. 이는 렘 수면이 식욕을 적절하게 유지하는 데 도움을 준다는 점을 시사합니다.   사실 최근에 다이어트에 대한 수요가 폭발해서 ...

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...