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소규모 태양폭발로 자기권이 없는 행성에는 상당한 영향을...

  • 작성자 : KASI
  • 작성일 : 2015-04-16
  • 조회수 : 1750
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우리의 태양은 꾸준히 빛, 에너지 그리고 우주로 여행하는 행성을 목욕시키는 태양풍이라고 불리는 입자의 지속적인 흐름을 방출한다. 행성 주위의 대기를 혼란시키는 코로나 대량 방출 또는 CME라고 불리는 태양 물질의 거대한 폭발이 또한 발생한다. 지구에서 이러한 CEM의 충격 일부는 자기권이라 불리는 자연의 자기 버블에 의해 굴절된다.

그러나 금성 같은, 어떤 행성들은 보호하는 자기권을 가지고 있지 않다. 그리고 이것은 나쁜 소식이 될 수 있다. 2006년 12월 19일, 태양이 태양 물질의 느리게 움직이는 작은 불기 부분을 방출했다. 4일 후에, 이 느린 CME는 그럼에도 불구하고, 금성 대기 밖으로 산소의 극적인 양을 빼앗기에 충분할 만큼 강력했다. 그리고 영원히 잃어버리게 되는 우주공간 속으로 보냈다.

단지 왜 작은 CEM이 그런 강력한 충격을 가지는지를 학습하는 것은 생명에 알맞은 행성을 만드는 이해를 위한 심오한 결과를 가질 것이다. 이러한 결과들은 2015년 4월 9일에 지구 물리학 연구 저널에 나온다. “만약 지구가 보호하는 자기권을 가지지 못했다면 어떨까?”메릴랜드 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 논문 첫 번째 저자인 Glyn Collinson은 말했다. “자기권은 생명을 유지하는 행성을 위한 필수 조건인가?” 여전히 정해지지 않았다. 그러나 우리는 금성처럼 자기권이 없는 행성을 관찰하여 그러한 질문을 검사한다.

Collinson의 연구는 2006년 금성에 도착하고 8년간 임무를 수행했던 유럽 우주국, 또는 ESA의 비너스 익스프레스(금성 탐사선)의 데이터로 시작했다. 그 첫해의 데이터 연구로, Collinson은 2006년 12월 23일에 금성의 대기가 지금까지 보았던 가장 높은 밀도의 산소를 유출한 것을 지적했다. 입자들이 빠져 나감과 동시에, 또한 어떤 특별한 것을 보여주는 데이터는 행성을 지나가는 지속적인 태양풍 속에서 발생하고 있었다.

보다 더 알기 위해, Collinson은 태양풍의 현상 규명을 전공으로 하는 NASA 고다드의 우주 과학자인 Lan Jian과 함께 연구했다. 비너스 익스프레스의 데이터를 사용해서, Jian은 행성을 때리는 것을 재현했다. 그것은 CME처럼 보였다, 그러고 나서 그녀는 ESA와 NASA 태양과 태양권 관측소 공동으로 관측을 했다. 그들은 4일 후 금성 근처에서 그들이 탐지했던 거의 후보라 할 약한 CME를 12월 19일 확인했다. 금성에 도달하는데 걸리는 시간을 측정함으로써, 그들은 그것이 초당 약 200마일로 움직인다는 것을 확증했다. -- 태양풍 그 자체와 똑같은 속도에 대해, CME 기준으로 매우 느리다.

과학자들은 CME를 두 개의 범주로 분류한다:태양으로부터 고속으로 멀어짐으로써 그들 앞에 충격파를 몰아내기에 충분히 빠른 것들, 그리고 안개가 몰려드는 것 같이 보다 느리게 움직이는 것들. 빠른 CME들은 다른 행성에서 관찰되었다. 그리고 대기 탈출에 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 그러나 누구도 느린 것이 하는 것은 이전에 관찰하지 못했다.

“태양이 내뱉은 CME는 매우 인상적이었다”고 Collinson은 말한다. “그러나 행성은 마치 거대한 어떤 것에 의해 맞은 것처럼 반응한다. 그것은 차가운 물속에 넣어져 천천히 가열하는 것과 대비하여 끓는 물속에 넣어진 바닷가재 사이의 차이 같은 것으로 밝혀졌다. 어느 쪽이든 바잣가재를 위해 잘 맞지 않다”고  Collinson은 덧붙였다.

비슷하게, 작은 CME의 효과는 시간이 지나면서 만들어진다. 금성 대기의 일부를 떼어내고 우주공간 속으로 잡아당겨 낸다. 이 관찰이 모든 작은 CME가 그런 영향을 가질 것 이라는 것을 증명하지 않는다. 그러나 그런 것이 가능하다는 것을 분명하게 한다. 즉, 다음으로 자기권이 없는 행성의 대기는 태양으로부터 우주 기상 현상에 강렬하게 영향 받기 쉽다는 것을 암시한다.

금성은 특히 거주하기 적당하지 않은 행성이다.: 금성은 부서지기 전에 그 표면에 가장 길게 생존했던 어떤 우주선이 2시간 조금 넘었던 아주 두꺼운 대기를 가지고 지구보다도 10배 더 뜨겁다. 아마도 태양폭풍에 대한 이런 취약점이 이 환경에 기여했다. 여하튼, 금성 같은 행성에서 자기권의 결핍에 미치는 영향을 정확하게 이해하는 것은 우리가 우리 태양계 외부에서 발견한 다른 행성들의 거주가능성에 대해 더 이해하는 데 도움이 될 수 있다.

연구진은 대기를 떠나게 하는 메커니즘을 결정할 수 있는지 알아보기 위해 그들의 데이터를 더 조사했다. 들어오는 CME는 명확히 금성 주위 대기의 바로 앞에서 밀었다. -- 태양풍과 행성 자기장의 상호 작용에 의해 일어나는 충격파 -- 과학자들은 또한 일반적으로 현재의 것보다 100배 더 강력한 충격파 범위에서 파를 관찰했다. “그것은 마치 당신이 파도가 지나갈 때 폭풍 속에서, 바위 앞에서 보는 것과 같은 것”이라고 Collinson은 말했다. “금성 앞의 공간은 매우 혼란하게 되었다“고  Collinson은 덧붙였다.

이 팀은 공간으로 산소를 몰아내는 메커니즘에 대한 세 가지 가능성을 만들었다. 첫째, 느린 CME 조자도 그것을 공간 속으로 빼내게 하는 대신에, 앞에서 뒤쪽으로 향하는 행성 주위 대기의 정상적인 흐름을 방해했을 수 있는 태양풍의 압력을 증가시킨다. 두 번째 가능성은 CME와 함께 하는 자기장이 일반적으로 대기 유출을 발생시킬 수 있는 구성으로 태양풍에 의해 금성 주위에 유도되는 자기장을 변경한 것이다. 또는 셋째로, 금성 충격파 내부에 파들이 이동할 때 입자를 실어 나를지도 모른다.

Collinson은 더 많은 정보를 위해 8년간 수집된 비너스 익스프레스 데이터를 통해 살펴보기를 계속할 것이다. 그러나 그는 다른 행성 근처 CME를 보는 것은 행운의 발견이라고 지적한다. 지구 근처에서, 우리는 태양을 떠나 지구에 가까이 그 영향을 미치는 CME를 관찰할 수 있는 몇 개의 우주선을 가지고 있지만, 다른 행성 근처의 그런 것들을 추적하는 것은 어렵다.

이것은 우리 자신에게 너무 생소한 행성에 중요한 통찰력을 제공하는 CME의 드문 발견이었다. -- 그리고 지구로 바꾼다. 다른 세계에 대해 우리가 더 많이 배울수록 우리는 우리 자신의 고향 행성의 바로 그 역사를 더 배우게 되고, 생명이 거주할 수 있도록 시작하게 만든다.


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