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목성에 폭풍이 350년 넘게 지속된 이유

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목성에 폭풍이 350년 넘게 지속된 이유

2015.12.01 18:00
NASA가 촬영한 목성의 실제 사진(왼쪽)과 연구팀이 3D 시뮬레이션 모델로 구현한 목성 표면의 모습(오른쪽). 복잡한 제트기류의 움직임이 눈에 띈다. - 미국우주항공국(NASA), 앨버타대 제공
미국항공우주국(NASA)이 촬영한 목성의 실제 사진(왼쪽)과 연구팀이 3D 시뮬레이션 모델로 구현한 목성(오른쪽). 표면에 나타난 복잡한 제트기류의 움직임이 눈에 띈다. - NASA, 앨버타대 제공
목성의 표면에는 적어도 350년 동안 그치지 않는 폭풍이 있다. 이탈리아 천문학자 지오반니 카시니가 1665년 처음 발견한 이래 지금까지 지속되고 있는 것이다. 최근 캐나다 연구진이 이 폭풍의 모습을 컴퓨터로 구현하는 데 성공했다.
 
모리츠 하임펠 캐나다 앨버타대 교수팀은 목성의 대류권과 성층권 사이에서 발생하는 강한 제트기류와 폭풍을 3D 시뮬레이션 모델로 구현했다고 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’ 11월 30일 자 온라인판에 발표했다.
 
지금까지 이 폭풍은 목성의 빠른 자전 때문에 발생하며, 특히 목성 표면에 붉은색을 띤 타원형의 점 ‘대적점’은 폭풍을, 띠 무늬는 제트기류를 나타낸다고 알려졌다. 하지만 제트기류와 폭풍의 역학적 관계와 기원에 대해서는 알지 못했다.
 
NASA가 촬영한 목성의 실제 사진(왼쪽)과 연구팀이 3D 시뮬레이션 모델로 구현한 목성(오른쪽)을 동일 선 상에 놓고 비교한 모습. - NASA, 앨버타대 제공
NASA가 촬영한 목성의 실제 사진(왼쪽)과 연구팀이 3D 시뮬레이션 모델로 구현한 목성(오른쪽)을 동일 선상에 놓고 비교한 모습. - NASA, 앨버타대 제공
 
연구팀은 유체역학을 활용해 목성 표면의 제트기류를 수식으로 나타내고, 슈퍼컴퓨터로 이를 실제처럼 구현할 수 있는 3D 모델을 만들었다. 그 결과 목성의 폭풍이 오랜 기간 지속될 수 있었던 이유가 밝혀졌다.
 
연구팀은 지구와 달리 목성에는 폭풍이 부딪혀 사그라들 수 있는 땅이 없다는 점을 첫 번째 이유로 들었다. 또 두터운 대기층의 깊숙한 곳에서부터 폭풍이 일어나면서 오랜 시간 지속될 수 있었던 것으로 추정했다.
 
앞으로 연구팀은 시뮬레이션 결과와 이론을 비교 분석할 계획이다. 하임펠 교수는 “외계행성 연구에서 행성의 기상 현상을 이해하는 일은 매우 중요하다”며 “이번 모델이 목성과 토성뿐만 아니라 지구와 다른 외계행성의 기상 역학을 연구하는 데도 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
 
 

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