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천문우주과학소식

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하이페리온(Hyperion)의 입자빔을 가져온 카시니(Cassini) 우주선

  • 작성자 : KASI
  • 작성일 : 2014-10-24
  • 조회수 : 2465
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정전기는 공기가 없고 먼지로 둘러싸여 있는 지구의 달에 매우 중요한 역할을 수행하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 태양계 속 다른 물체에서 만들어진 정전기의 증거는 아직까지는 규정하기 힘들다. 미항공우주국 나사(NASA)의 카시니(Cassini) 미션으로부터 발견이 된 데이터(data)의 새로운 분석이 다음과 같은 사실을 밝히고 있다: 토성의 제7위성인 하이페리온(Hyperion)의 2005년 저공비행 동안, 카시니 우주선은 이 위성이 전자기적으로 전하가 된 표면으로부터 발산하는 전자의 빔에 휩싸여 있는 모습을 보여주고 있다.

 

이상의 연구결과는 우리의 달 이외의 대상물 위 대전(帶電)한 표면에 대한 최초의 확인해주는 발견임을 보여주고 있다. 비록 이것이 소행성과 혜성을 포함한 다른 수많은 물체 위에서 발생할 것이라 예측된다 하더라도 말이다.

 

런던대학교(University College London) 뮬라드 우주과학연구소(MSSL, Mullard Space Science Laboratory)의 박사과정 학생인 Tom Nordheim에 의해 주도되고 있는 새로운 분석은 Geophysical Research Letters지에 최근 게재되었다.

 

하이페리온은 다공성을 가지고 있었으며 기묘한 스펀지 같은 모양을 하고 있는 얼음의 특성을 가지고 있다. 하이페리온의 표면은 지속적으로 태양으로부터 발산된 자외선에 의해 지속적인 포격을 받았다. 그리고 대전된 입자들의 비에 노출되었다. 이는 토성의 자기장에 발생이 된 눈에 보이지 않는 거품, 즉 자기권 안에 있는 전자와 이온이다. 연구진들은 이러한 혹독한 우주 속 환경에 노출된 것은 카시니 우주선에 부딪힌 입자빔의 원천이다.

 

2005년 9월 26일 하이페리온과 밀접하게 조우를 하는 동안 카시니 우주선의 설비 몇 가지에 의해 만들어진 측정은 기대하지 않았던 것들이 카시니 우주선 주변 전하된 입자 환경에서 발생하였다. 그러한 설비들 중에서 카시니 우주선의 플라즈마 분광기는 이 우주선이 그 짧은 시간 동안 하이페리온의 표면에 자기적으로 연결되어졌음을 알려주었다. 그 결과, 카시니 우주선을 향해 하이페리온으로부터 전자들이 달아나는 것을 허락해주었다.

 

대부분의 사람들은 풍선이 머리 또는 스웨터(sweater)에 문질렀을 때 발생하는 정전기 전하에 익숙하다. 우주 속 이러한 대상물은 태양의 자외선에서의 노출 그리고 유입되는 전하 입자들에의 노출에 의해 정전기적으로 전하가 되었다. 카시니 우주선 데이터는 유사한 프로세스(process)가 하이페리온 위에서도 발생할 수 있다.

 

이상의 연구결과는 매우 놀랄만한 것이다. 왜냐하면, 작지만 특이한 모양을 하고 있는 달이 간단한 불활성 대상일 것으로 간주되고 있기 때문이다. 이는 토성의 자기권과 강력한 상호작용을 겪는 것은 아니다. 그럼에도 불구하고, 연구팀의 분석은 카시니 우주선이 하이페리온 위 강력한 부(-)의 전압을 발견하였음을 강조하고 있다. 좀 더 구체적으로 Nordheim은 “이는 하이페리온으로부터 200볼트의 전기쇼크를 받은 카시니 우주선과 같은 것이었다. 비록 그것들이 현재로부터 약 2000킬로미터 이상 떨어져있다 하더라도 말이다”라고 이야기했다.

 

과학자들은 이전에도 소행성 에로스(Eros)와 토성의 위성들 위에서 관측된 표면 특성들이 그것들의 표면을 가로질러 전하가 된 먼지의 움직임 때문이라고 설명했다. 낮은 중력을 가지고 있는 작은 대상물 위 먼지의 알갱이들은 중력장을 극복할 수 있으며, 우주에서 탈출을 하게 된다.

 

비록 미션의 조정자들이 하이페리온 전자빔이 카시니 우주선의 충돌에 의해 만들어졌다는 그 어떤 신호도 발견하지 못하였다 하더라도 강력한 정전기 효과는 대기가 존재하지 않는 행성에서 로봇과 인간의 향후 노출에 위험을 줄 것으로 예상된다. 이곳에는 강력한 정전기 부하가 존재할 가능성이 있는 지구의 달이 포함되어 있다.


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