태양 활동이 활발해지면서, 작년에는 우리나라에서도 오로라가 관측됐었죠.
오로라는 태양에서 날아온 입자들이 행성의 자기장에 이끌려 대기와 부딪치면서 빛나는 현상이에요. 보통은 북극이나 남극 근처에서 볼 수 있어요.
그런데, 지구 말고 다른 행성에도 오로라가 있다는 사실, 알고 계셨나요?
그동안 화성, 목성, 토성, 천왕성에서도 오로라가 관측됐어요. 해왕성에도 오로라가 있을 것으로 예측되었지만 직접 관측된 적은 없었어요.
그런데 2023년에 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 해왕성에서 H₃⁺과 오로라를 처음으로 관측했어요! H₃⁺는 오로라가 있는 곳을 알려주는 ‘지문’같은 존재예요.
H₃⁺는 오로라가 발생할 때 만들어지는 이온이에요. 목성, 토성, 천왕성에서는 이미 H₃⁺가 관측됐지만, 해왕성에서 관측된 건 이번이 처음이었어요. 이번 관측 덕분에 해왕성에도 오로라가 있다는 걸 확실히 알게 되었답니다.
신기한 점은, 지구나 다른 행성들과 다르게 극지방이 아닌 중위도 지역에서 오로라가 관측되었다는 건데요. 그 이유는 해왕성의 자기장이 자전축에 비해 47도 정도 기울어져 있기 때문이라고 해요.
자기장이 왜 기울어져 있는지는 아직 정확히는 몰라요. 하지만 과학자들은 해왕성처럼 ‘얼음형 거대 행성’의 내부 구조가 다른 행성들과는 다르기 때문이라고 생각하고 있어요.
또한 JWST는 이번 관측에서 해왕성의 대기 온도도 측정했는데요, 1989년 보이저 2호가 측정한 값보다 절반 수준으로 낮아졌어요. 온도가 낮으면, H₃⁺가 적어서 오로라도 희미해져요. 그래서 그동안 오로라를 관측하기 어려웠던 것으로 생각된답니다.
이번 발견이 왜 중요하냐면요,
해왕성에서 처음으로 오로라와 H₃⁺가 관측되었기 때문이에요. 이를 통해 해왕성의 자기장과 대기, 그리고 태양풍과의 관계에 대한 연구를 할 수 있게 되었어요. 또한 외계 행성 연구에도 중요한 힌트가 될 거예요. 왜냐하면, 해왕성 크기의 행성은 태양계 밖에서 가장 흔하거든요.
그래서 이번 발견은 우주에 있는 수많은 행성들이 어떤 환경에 있는지 이해하는 데 큰 도움이 될 거랍니다.
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