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“태양계 경계 너머 먼 우주 향하는 보이저2호, 심우주 진입여부 곧 판명"

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“태양계 경계 너머 먼 우주 향하는 보이저2호, 심우주 진입여부 곧 판명"

2018.10.28 09:00

태양 흑점 폭발때 강한 코로나질량방출(CME) 발생

태양계 끝보다 심우주가 플라스마 밀도 40배 높아

CME가 탐사선에 진동 일으키면...

플라스마 밀도 변화생겨 심우주진입여부 확인 가능

미국 항공우주국(NASA)에서 태양계물리학을 연구하는 아릭 포스너 박사가 25일 2018 한국우주과학회 추계학술대회에 참가해 태양계 가장자리의 환경과 이곳을 최초로통과했던 보이저 1호 등에 대해 설명하고 있다.-김진호 기자 twok@donga.com
미국 항공우주국(NASA)에서 태양계물리학을 연구하는 아릭 포스너 박사가 25일 제주에서 열린 2018 한국우주과학회 추계학술대회에서태양계 가장자리의 환경에 대해 설명하고 있다.-제주=김진호 기자 twok@donga.com

“보이저 2호가 태양계를 벗어나 미지의 우주 공간에 접어들 것으로 관측되고 있습니다. 심우주(성간공간) 진입 여부를 알려면 태양의 뜨거운 플라스마 대기인 코로나를 연구해야 합니다. 태양계 끝에서 플라스마의 밀도 차이를 측정해야 그 영향을 완전히 벗어났는지 확인할 수 있기 때문입니다.”

 

미국 항공우주국(NASA)에서 태양계 물리학을 연구하고 있는 아릭 포스너(Arik Posner) 박사는 25일 제주도 라마다프라자호텔에서 열린 2018 한국우주과학회 추계학술대회에 참석해 이같이 강조했다.


미국의 우주탐사선 보이저2호는 지난 1977년 8월 20일에, 그보다 보름 늦은 9월 초에는 보이저 1호가 각각 심우주를 향해 차례로 발사됐다. 보이저 1호는 토성 고리의 성분을 최초로 촬영했고, 보이저 2호의 경우 현재까지 해왕성과 천왕성을 방문한 유일한 탐사선이다.


아릭 박사는 “지난 2012년 5월 보이저 1호에서는 심우주로부터 오는 70 메가전자볼트(MeV) 이상의 고에너지 입자로 이뤄진 우주선이 2005년보다 3배 증가했다”며 “태양계에서 도달하는 0.5~30MeV 사이의 입자는 약 10분의 1가량 줄었다”고 말했다. 태양계의 끝자락인 태양계 덮개를 지나던 보이저 1호에서 변화가 감지됐다는 설명이다.

 

그는 “보이저 1호는 약 3개월 뒤 태양권계면(heliopause)에 접어든 것으로 추정되고 있지만 보이저 1호가 실제로 심우주로 접어들었다고 결론이 난건 그보다 훨씬 뒤였다”고 말했다. 태양권계면은 태양계 끝자락에 위치한 태양권덮개 너머에서 심우주와 태양계 사이의 경계를 이루는 구간이다. 이 구간에선 심우주에서 오는 압력으로 태양풍이 뻗어나가지 못한다. 과학자들은 태양풍의 영향에 근거해 심우주 진입 여부를 판단하는데, 그 근거 자료를 한동안 확보하지 못했었다.

 

아릭 박사는 “2012년 3월 태양 표면에서 폭발이 발생해 다량의 태양풍과 자기장을 분출하는 이른바 ‘코로나질량방출(CME) 생겼다”며 “이때 방출된 플라스마가 13개월이 지나 보이저 1호에 도달했고 플라스마 밀도 변화를 확인할 수 있었다”고 말했다. 2013년 4월 NASA는 보이저 1호의 진동 관측 장비에 국지적으로 약 2.6킬로헤르츠(kHz)의 전자 플라스마 진동이 검출됐으며, 이를 밀도로 환산하면 태양계덮개에 있을 때보다 40배나 높은 것이라고 발표했다. 보이저 1호가 심우주에 있다는 강력한 증거를 태양에서 벌어진 현상을 이용해 찾았던 것이다.

 

아릭 박사는 이어 “70MeV 입자가 도달하는 양이 상승하는 걸 볼 때, 보이저 2호도 보이저 1호처럼 곧 심우주에 진입할 것”이라며 “심우주로 떠나는 미래 탐사선의 명확한 상태를 알기 위해 태양의 변화에 주목해야 한다”고 말했다.

NASA가 태양계 끝의 환경을 보기위해 2024년 쏘아올릴 예정인 인터스텔라 맵핑 앤 엑셀러레이션 프로브의 개념도다.-미국 항공우주국 제공
NASA가 태양계 끝의 환경을 보기위해 2024년 쏘아올릴 예정인 인터스텔라 맵핑 앤 엑셀러레이션 프로브의 개념도다
.-미국 항공우주국 제공

NASA는 태양계 경계에서 벌어지는 전자밀도와 자기장 변화, 우주선의 양 등을 보다 명확히 알기 위해 태양권 탐사선인 ‘인터스텔라 맵핑 앤 엑셀러레이션 프로브(IMAP)’를 2024년에 발사할 계획이다. 아릭 박사는 “태양계의 물리적 성질을 이용하는데 IMAP 미션이 도움이 될 것”이라며 “한국에서도 함께 협력할 곳을 찾고 있다”고 말했다.

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