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Credits: NASA/JPL-Caltech 그림 1> 보이저 호의 상상화 보이저 1호는 지난 2012년 태양계의 행성들과 태양풍을 뒤로하고 별사이 우주공간에 진입하는 역사를 이루어냈다. 그러나 이 선구적인 탐사선으로부터 관측된, 이 탐사선을 둘러싼 자기장 정보는 수수께끼로 남아 있는 상태이다. 이는 과학자들이 다른 우주선의 자기장 정보로부터 유추한 정보와 사뭇 다르게 나타나고 있었기 때문이다. 이에 대해 새로 진행된 연구는 이러한 수수께끼에 대한 새로운 통찰을 제공해주고 있다. 아스트로피지컬 저널에 논문을 개재한 뉴헴프셔 대학의 나탄 슈와드론(Nathan Schwadron)과 그의 동료들은 보이저 1호의 장기장 데이터를 재분석하여 이 우주선이 별사이 우주공간에 진입한 이래 자기장의 방향이 서서이 변해..

과학자들은 보이저 호가 성간 우주공간에 진입했다는 것을 어떻게 알 수 있을까? 대전입자 밀도의 증가 양상이 이를 증명하는 핵심이다. 우리 태양은 헬리오스피어(heliosphere)라고 부르는 태양풍에 의해 깎여진 거품 내에 위치하고 있다. 행성들이 공전하고 있는 이 거품을 넘어선 곳이 바로 성간 우주인데 이곳은 별들 사이 플라즈마와 가스가 가득차 있는 지역이다. 성간 공간의 이 지역에서 가스는 뜨겁고 헬리오스피어 안에서는 태양풍에 의해 희석되는 대전입자들과 중성수소들이 훨씬 고밀도로 혼재되어 있다. 파란색 선은 이 입자들의 밀도가 태양으로부터 멀어질수록 헬리오스피어 내에서 어떻게 감소하고 있는 보여주는 이론적 모델로서 곧이어 나타나는 이 입자밀도의 작은 증가양상은 보이저 1호와 2호가 헬리오스피어의 말단..

인간이 만든 우주선으로는 가장 멀리 떨어져 있는 보이저 1호의 신호가 하와이부터 산타크루즈까지 8천킬로미터에 걸쳐 도열해있는 국립전파 천문대의 VLBA 전파 망원경(Very Long Baseline Array)에 의해 포착되었다. 이 전파망원경은 가시광선으로는 볼 수 없는 보이저 1호를 라디오파를 통해서 볼 수 있게 해 준다. 마치 거울과 픽셀이 가시광선 망원경을 구성하는 것처럼 전파망원경은 안테나들로 구성된다. 이 전파 망원경들은 감도를 테스트하기 위해서 특별히 보이저 1호의 신호를 포착하는 시도를 했다. 보이저 1호의 메인 송신기는 22와트의 전파를 발산하고 있는데 이는 일반적인 햄 라디오나 냉장고의 백열등에서 나오는 와트정도의 강도이다. 비록 이러한 강도는 현대의 무선 통신 표준에 비하면 놀라우리만..

이 상상화는 태양계 거리 관점에 맞추어 그려진 것이다. 거리 축적은 AU를 사용하고 있으며 1AU를 넘어선 거리는 이전 거리 축적의 10배씩을 각각 표현하고 있다. 태양으로부터 지구까지의 거리는 1AU로서 이는 1억 5천만 킬로미터이다. 태양으로부터 훨씬 멀리 떨어져 있는 행성인 해왕성까지는 30AU이다. 비공식적으로 "태양계"라는 단어는 태양으로부터 마지막 행성까지의 거리를 의미하는 것으로 자주 쓰인다. 그러나 과학적인 관점에서 태양계라는 말은 태양을 지나쳐 기나긴 시간동안 떠도는 혜성들의 출발점인 오르트구름까지를 의미한다. 이 오르트 구름의 외곽선을 넘어서면 다른 별들의 중력이 태양의 중력을 넘어서기 시작한다. 오르트 구름이 주로 몰려 있는 안쪽선까지의 거리는 우리 태양으로부터 약 1천 AU정도이다...

이 상상도는 태양으로부터 쏟아져 나온 입자들이 거품처럼 태양을 둘러싸고 있는 태양권의 외곽 한계부에서 '감소지역(depletion region)' 또는 '자기장 고속도로(magnetic highway)'라 불리는 지역을 탐사중인 보이저 1호의 모습을 그린 것이다. 이 지역에는서 우리 태양으로부터 생성되어 나온 자기장 선들(노란색 아치선으로 표시)이 쌓이면서 그 강도가 증가하게 되고 태양권의 난류영역 외곽층(초록색 점으로표시)에서 가속된 하전 입자들은 모두 사라지게 된다. 과학자들은 이 '감소지역(depletion region)'이 간 우주공간으로 보이저 1호가 나가는데 있어 마지막 태양권 지역일 것으로 생각하고 있다. 보이저 1호는 말단충격파 영역(termination shock)으로 알려져 있는, 태양..

이 상상도는 태양권 덮개(heliosheath, 헬리오시스)라고 알려져 있는 난류영역에 대한 탐사를 계속하고 있는 보이저호를 그린 것으로 태양권 덮개 지역은 우리 태양계를 둘러싼 하전입자들이 거품 구조를 형성하고 있는 태양계 외곽지역이다. 여행을 시작한지 35년, 조금만 더 있으면 이 두 개 보이저 우주선은 곧 별들의 사이공간인 성간 우주에 도달하게 될 것이다. 우리 태양이 뿜어내고 있는 하전입자들은 태양권(heliosphere, 헬리오스피어)라고 알려져 있는 태양계 주변에 거품 구조를 형성하고 있다. 태양풍은 말단충격파 영역(termination shock)으로 알려진 충격파 끝부분에 도달할때까지 초음속의 속도로 뻗어나간다. 그 부분이 그림에서 밝은 파란색으로 표시된 부분이다. 보이저 1호는 이 말단 ..

행운의 기회를 잡아 1977년 외행성계로의 여행을 시작한 두척의 보이저호는 또한 가까이 위치한 별들에 대해 태양의 상대운동과 동일한 방향으로 진행을 계속하고 있다. 35년이 지난 지금 보이저 1호는 태양의 경계면과 항성간 우주공간의 경계인 헬리오스피어에 거의 다가선 것으로 보인다. 물론 헬리오스피어는 태양풍과 태양자기장이 영향을 미치는 권역을 말한다. 그러나 무엇을 근거로 보이저호가 태양권역을 벗어난 우주공간으로 진입했는지를 말할 수 있을까? 그 한가지 단서는 강력한 우주선(Cosmic Ray) 탐지가 갑작스럽게 증가했다는 것을 들 수 있겠다. 멀리 떨어져 있는 초신성에 의해 가속되어 우주공간을 헤집고 다니는 고에너지 원자들은 일반적으로 태양권역에 들어서면 감속하게 된다. 2011년 9월부터 12개월의 ..