JPL 보도 자료 :
NASA의 Cassini 우주선의 데이터를 기반으로 한 새로운 분석에 따르면 토성의 자기장에서 나오는 신비하고주기적인 신호와 행성으로 알려진 플라즈마로 알려진 뜨거운 이온화 가스의 폭발 사이의 인과 관계가 있습니다.
과학자들은 스핀주기에서 불균형 한 세탁물처럼 행성 주위에 거대한 플라즈마 구름이 토성 주변에서 주기적으로 꽃을 피우고 행성 주위를 이동한다는 것을 발견했습니다. 이 고온 플라즈마의 움직임은 토성의 회전하는 자기 환경 측정에서 반복적 인 시그너처 "스프"를 생성하며 과학자들이 왜 토성의 하루 길이를 측정하는 것이 어려운지 설명하는 데 도움이됩니다.
존스 홉킨스 대학 응용 물리학의 카시니 팀 과학자 인 폰투스 브란트 (Pontus Brandt)는“이것은 우리가 토성의 진정한 회전주기를 흐리게하는 신비하게 변화하는주기의 기원을 우리에게 알려줄 수있는 획기적인 사건”이라고 말했다. Laurel, Md.의 실험실“지금 큰 문제는 왜 이러한 폭발이 주기적으로 발생하는지입니다.”
이 데이터는 플라즈마 주입, 전류 및 토성의 자기장 (사람의 눈에는 보이지 않는 현상)이 복잡한 안무의 파트너가되는 방법을 보여줍니다. 주기적 플라즈마 폭발은 토성 주위를 회전하는 압력의 섬을 형성합니다. 압력 섬은 자기장을 "팽창"시킵니다.
Cassini 웹 사이트에서 연결된 동작을 보여주는 새로운 애니메이션을 볼 수 있습니다.
시각화는 행성 주위의 자기 거품 인 토성의 자기권에서 보이지 않는 고온 플라즈마가 압력에 반응하여 자기장 라인을 폭발시키고 왜곡시키는 방법을 보여줍니다. 토성의 자기권은 태양으로부터 흘러 나오는 하전 입자가 포함 된 태양풍의 힘에 의해 다시 날려지기 때문에 완벽한 기포가 아닙니다.
태양풍의 힘은 태양에서 멀어지는 토성의 측면의 자기장을 소위 자기 꼬리로 뻗어 있습니다. 마그네토 테일의 붕괴는 고온 플라즈마 버스트를 유발하는 프로세스를 시작하여 내부 자기권의 자기장을 팽창시키는 것으로 보인다.
과학자들은 여전히 토성의 자기 꼬리가 무너지는 원인을 조사하고 있지만 원래 토성의 달 엔셀라두스에서 나온 차갑고 밀도가 높은 플라즈마가 토성과 함께 회전한다는 강력한 증거가 있습니다. 꼬리 부분이 뒤로 찰 때까지 원심력이 자기장을 field니다.
스냅 백은 토성 주변의 플라즈마를 가열하고 가열 된 플라즈마는 자기장에 갇히게됩니다. 그것은 초당 약 100km (200,000mph)의 속도로 섬에서 지구 주위를 회전합니다. 지구의 고압 및 저압 시스템이 바람을 일으키는 것과 마찬가지로 공간의 고압은 전류를 유발합니다. 전류는 자기장 왜곡을 유발합니다.
과학자들이 토성의 하루 길이를 추정하는 데 사용한 토성 킬로 메트릭 방사선 (Saturn Kilometric Radiation)으로 알려진 무선 신호는 토성의 자기장의 행동과 밀접한 관련이 있습니다. 토성에는 회전 속도를 측정하기위한 표면 또는 고정 점이 없기 때문에 과학자들은 이러한 유형의 무선 방출에서 피크를 타이밍하여 회전 속도를 추론했습니다.이 속도는 행성의 각 회전마다 서지로 가정됩니다. 이 방법은 목성에 효과적이지만 토성 신호는 다양합니다. NASA의 Voyager 우주선이 측정 한 1980 년대 초, ESA / NASA Ulysses 임무에 의해 2000 년에 얻은 데이터 및 2003 년부터 현재까지의 Cassini 데이터는 작지만 상당한 정도로 다릅니다. 결과적으로 과학자들은 토성의 하루가 얼마나 긴지 확신하지 못합니다.
NASA의 Jet Propulsion Laboratory의 Cassini 필드 및 입자 조사 과학자 인 Marcia Burton은“이 새로운 연구에서 중요한 것은 과학자들이 토성 환경을 형성하는 복잡하고 보이지 않는 힘의 일부 사이에 전 지구 적, 인과 관계를 설명하기 시작했다는 것입니다. 캘리포니아의 패서 디나 (Pasadena) 캘리포니아 주“새 결과는 여전히 우리에게 토성의 하루의 길이를 제공하지는 않지만, 그것을 알아 내기 시작하는 중요한 단서를 제공합니다. 토성의 하루 길이 또는 토성의 회전 속도는 내부 구조와 바람의 속도와 같은 토성의 기본 특성을 결정하는 데 중요합니다.”
혈장은 인간의 눈에는 보이지 않습니다. 그러나 Cassini의 자기권 이미징 장비의 이온 및 중성 카메라는 토성 주변의 플라즈마 구름에서 방출되는 에너지가 많은 중성 원자를 감지하여 3 차원보기를 제공합니다. 차가운 중성 가스가 플라즈마 구름에서 전기적으로 충전 된 입자와 충돌 할 때 에너지 중성 원자가 형성됩니다. 결과 입자는 중성으로 충전되어 자기장을 피하고 공간으로 축소 할 수 있습니다. 이 입자들의 방출은 종종 행성을 둘러싼 자기장에서 발생합니다.
과학자들은 30 분마다 얻은 이미지를 모아서 행성 주위를 떠 다니면서 플라즈마 영화를 제작했습니다. 과학자들은이 이미지를 사용하여 플라즈마 구름에 의해 생성 된 3 차원 압력을 재구성하고, 그 결과를 Cassini 플라즈마 분광계에서 파생 된 플라즈마 압력으로 보완했습니다. 과학자들이 압력과 진화를 이해하면 카시니 비행 경로를 따라 관련된 자기장 섭동을 계산할 수 있습니다. 계산 된 필드 섭동은 관측 된 자기장 "스프링"과 완벽하게 일치하여 필드 진동의 원인을 확인합니다.
“우리는 모두 태양계로부터 수백만 광년의 펄서에서 회전주기 변화가 관찰되었다는 것을 알고 있으며, 이제 토성에서도 비슷한 현상이 관찰되고있다”고 자기 구현 이미징 기기의 수석 연구원 인 Tom Krimigis는 말했다. 또한 응용 물리 실험실과 그리스 아테네 아카데미에 기반을두고 있습니다. “현장에서 바로 계측기를 사용하면 플라즈마 흐름과 복잡한 전류 시스템이 중앙 몸체의 실제 회전주기를 가릴 수 있다고 말할 수 있습니다. 이것이 태양계의 관측이 먼 천체 물리적 물체에서 보이는 것을 이해하는 데 도움이됩니다.”
출처 : JPL
