보이저 1호 : 성간 우주에서 여전히 지속되고 있는 쓰나미 파(Tsunami Wave)

동영상 > 보이저 1호가 성간 우주공간에서 세번째 "쓰나미 파"를 감지했다.
이 동영상을 통해 이 충격파가 주변 이온화 물질들로부터 만들어내는 종소리와 같은 소리를 들을 수 있다.

 

 

보이저 1호는 지금까지 충격파를 3번 감지했다.
가장 최근의 충격파는 2014년 2월에 처음 감지된 것으로 여전히 진행중인 것으로 보인다.
이전에 감지된 충격파는 과학자들로 하여금 보이저 1호가 성간 우주에 진입했다고 결정할 수 있는 근거가 되었다.

 

 

NASA 보이저 1호가 올해 초에 경험했던 "쓰나미 파"가 새로운 연구결과에 의하면 여전히 증식하고 있는 것으로 보인다.
이것은 과학자들이 성간 우주에서 경험했던 충격파 중 가장 길고 오랫동안 지속되는 충격파이다.

 

아이오와 대학의 물리학 교수인 돈 거넷(Don Gurnett)의 의견은 다음과 같다.
"대부분의 사람들은 성간 매질이 매우 균일하고 조용할 것으로 생각할 겁니다.
하지만 이 충격파는 우리 생각보다 더 일반적인 현상인 것으로 보입니다."
 

거넷은 이 새로운 데이터를 12월 15일 샌프란시스코에서 열린 전미 지구과학 협회에서 발표하였다.

 

"쓰나미 파"는 태양이 코로나 질량 분출을 일으킬 때 태양 표면으로부터 플라즈마 자기 구름이 방출되면서 발생한다.
이것은 압축된 파장을 형성시킨다.

이 충격파가 성간 우주공간에서 발견되는 이온화 입자인 성간 플라즈마로 돌진하면서 플라즈마를 교란한 결과로 충격파가 발생하는 것이다.

 

캘리포니아 기술 연구소의 보이저 미션 프로젝트 과학자인 에드 스톤(Ed Stone)은 쓰나미 파가 공명을 야기시키는 이온 가스를 만들어내며 이는 종소리와 같은 진동을 만들어내게 된다고 말했다.

 

이번 충격파는 보이저 1호가 경험한 3번째 충격파에 해당한다.
첫번째 충격파가 감지된 것은 2012년 10월에서 11월 사이였고, 두번째 충격파는 2013년 4월 ~ 5월로서 더 높은 밀도의 플라즈마를 밝혀주는 계기가 되었다.

 

보이저 1호가 가장 최근에 충격파를 감지한 것은 지난 2월인데 11월에도 이 충격파는 여전히 계속되고 있다.

이 세번째 충격파가 감지되는 동안 보이저 1호는 4억 킬로미터를 이동하였다.

 

NASA 고다드 우주비행 센터의 천체물리학 명예교수이며 이런 결과의 핵심인 자기장을 분석한 레오나드 버라가(Leonard Burlaga)는 이 놀라운 사건은 성간 매질에서 충격파의 특성에 대한 새로운 연구를 고취하는 질문들을 제기한다고 말했다.

 

특별나게 오랫동안 유지되는 이 독특한 충격파가 의미하는 것이 무엇일지에 대해서는 명확히지 않다.
과학자들은 또한 이 충격파가 얼마나 빨리 이동하고 있으며 얼마나 넓은 영역을 차지하고 있는지도 확신하지 못하고 있다.

 

두번째 쓰나미파는 2013년에 보이저 1호가 태양계에서 태양풍에 의해 둘러싸여 만들어진 거품인 헬리오스피어(heliosphere)를 벗어났다고 결정할 수 있게 해주는 계기가 되었다.

더 높은 주파수에서 더 밀도가 높은 플라즈마의 '고리', 그리고 보이저 호가 통과하고 있는 성간 매질은 이전에 측정된것보다 40배 이상 밀도가 높은 수치를 보여주고 있다.

이러한 사실은 보이저호가 이전에는 어떤 우주선도 가보지 못한 새로운 영역, 즉 성간 우주공간에 들어섰다는 결론을 내리는 핵심적인 근거였다.

 

스톤의 설명은 다음과 같다.
"플라즈마의 밀도는 보이저 호가 멀어져 갈수록 증가되는 양상을 보였습니다.
이것이 보이저 호가 헬리오스피어로부터 멀어질수록 성간 매질의 밀도가 증가하기 때문인 것인지 아니면 충격파 자체로부터 발생하는 현상인지는 아무도 모르는 상황입니다."

 

보이저호 플라즈마 파동 감지장비의 수석 연구원인 거넷은 이와 같은 충격파가 태양으로부터 현재 보이저호가 위치한 지점의 두배에 달하는
머나먼 우주공간까지 증식을 계속할 것으로 기대하고 있다.

 

보이저 1호와 보이저 2호는 1977년 16일 간격으로 발사되었다.
이 두 개 우주선은 목성과 토성을 통과하였으며 보이저 2호는 천왕성과 해왕성을 추가로 통과하였다.

 

보이저 1호보다 먼저 발사된 보이저 2호는 가장 오랫동안 작동하고 있는 우주선이며 향후 수년 내에 성간 우주공간에 진입할 것으로 예상되고 있다.

 

* 출처 : NASA Solar System Exploration 2014년 12월 15일 News Release
           http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=48523

 

 

참고 : 보이저 1호가 2012년과 2012년에 감지한 충격파 소리는 하기 링크를 통해 청취할 수 있습니다. 
          https://big-crunch.tistory.com/12346815

 

 

원문>

NASA Voyager: 'Tsunami Wave' Still Flies Through Interstellar Space
15 Dec 2014
(Source: NASA/JPL)

The "tsunami wave" that NASA's Voyager 1 spacecraft began experiencing earlier this year is still propagating outward, according to new results. It is the longest-lasting shock wave that researchers have seen in interstellar space.

"Most people would have thought the interstellar medium would have been smooth and quiet. But these shock waves seem to be more common than we thought," said Don Gurnett, professor of physics at the University of Iowa in Iowa City. Gurnett presented the new data Monday, Dec. 15 at the American Geophysical Union meeting in San Francisco.

A "tsunami wave" occurs when the sun emits a coronal mass ejection, throwing out a magnetic cloud of plasma from its surface. This generates a wave of pressure. When the wave runs into the interstellar plasma -- the charged particles found in the space between the stars -- a shock wave results that perturbs the plasma.

"The tsunami causes the ionized gas that is out there to resonate -- "sing" or vibrate like a bell," said Ed Stone, project scientist for the Voyager mission based at California Institute of Technology in Pasadena.

This is the third shock wave that Voyager 1 has experienced. The first event was in October to November of 2012, and the second wave in April to May of 2013 revealed an even higher plasma density. Voyager 1 detected the most recent event in February, and it is still going on as of November data. The spacecraft has moved outward 250 million miles (400 million kilometers) during the third event.

"This remarkable event raises questions that will stimulate new studies of the nature of shocks in the interstellar medium," said Leonard Burlaga, astrophysicist emeritus at NASA Goddard Spaceflight Center in Greenbelt, Maryland, who analyzed the magnetic field data that were key to these results.

It is unclear to researchers what the unusual longevity of this particular wave may mean. They are also uncertain as to how fast the wave is moving or how broad a region it covers.

The second tsunami wave helped researchers determine in 2013 that Voyager 1 had left the heliosphere, the bubble created by the solar wind encompassing the sun and the planets in our solar system. Denser plasma "rings" at a higher frequency, and the medium that Voyager flew through, was 40 times denser than what had been previously measured. This was key to the conclusion that Voyager had entered a frontier where no spacecraft had gone before: interstellar space.

"The density of the plasma is higher the farther Voyager goes," Stone said. "Is that because the interstellar medium is denser as Voyager moves away from the heliosphere, or is it from the shock wave itself? We don't know yet."

Gurnett, principal investigator of the plasma wave instrument on Voyager, expects that such shock waves propagate far out into space, perhaps even to twice the distance between the sun and where the spacecraft is right now.

Voyager 1 and its twin, Voyager 2, were launched 16 days apart in 1977. Both spacecraft flew by Jupiter and Saturn. Voyager 2 also flew by Uranus and Neptune. Voyager 2, launched before Voyager 1, is the longest continuously operated spacecraft and is expected to enter interstellar space in a few years.

JPL, a division of Caltech, built the twin Voyager spacecraft and operates them for the Heliophysics Division within NASA's Science Mission Directorate in Washington.

For more information on the Voyager mission, visit:

 

http://voyager.jpl.nasa.gov

 

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Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-6425
Elizabeth.Landau@jpl.nasa.gov