목성은 태양계 최대의 행성으로 유명하고 가장 큰 폭풍의 본거지이기도 합니다. 그것은 그레이트 레드 스폿이라고 불리며 수세기에 걸쳐 소용돌이쳐 온 거대한 소용돌이입니다. 우리의 행성보다 큰데도 우리는 그것에 대해 잘 알지 못합니다. 지금까지는 과학자들은 그 장소를 먼 곳에서만 관찰할 수 있었습니다 하지만 10년 전 발사된 NASA의 우주선 덕분에 마침내 목성의 폭풍우 속을 볼 수 있게 됐습니다.
그레이트 레드 스팟은 지구 상의 폭풍우와 같은 것이지만 초대형이고 기본적으로는 구름이라고 세인트 워싱턴대학의 행성과학자 폴 번은 말합니다. 지구 상의 사이클론이나 허리케인, 태풍 같은 것은 아니라고 합니다.
직경 10,000마일의 그레이트 레드 스폿은 태양계에서 최대의 폭풍으로, 약 200년간 관측되고 있습니다만, 훨씬 전부터 존재하고 있습니다(지구 상의 대폭풍과 비교하면, 통상 며칠에서 몇 주간 계속되는 것입니다).
NASA의 주노미션은 2011년 플로리다 주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 발사돼 2016년 목성에 도착했습니다. 2019년 우주선은 잠시 진로를 바꿔 그레이트 레드 스팟을 두 번 통과했습니다.
볼턴과 그의 팀은 마이크로파 센서를 사용하여 폭풍 깊이에 끼어들었고, 그레이트 레드 스팟의 첫 3D 모델을 입수했습니다. 이건 팬케이크예요. 왜냐하면 팬케이크 윗부분이 굉장히 넓기 때문이죠. 하지만 팬케이크의 깊이는 우리가 예상했던 것보다 훨씬 두껍습니다.
마이크로파 관측에 따르면 소용돌이라고 불리는 목성 위의 이러한 폭풍은 지구 구름층 아래까지 퍼져 있습니다. 그레이트 레드 스팟의 경우 목성의 구름까지 최소한 200마일에 달하는 구름이 형성되어 물이 응결하는 깊이를 넘습니다.
이것은, 물, 구름, 응축, 태양광에 의해서 크게 움직이는 지구 대기가 작용하는 방법과는 크게 다르다고 볼턴씨는 말합니다. 그 구조를 설명하려면 새로운 모델과 새로운 아이디어가 필요합니다.
올해 그레이트 레드 스팟을 통과하는 동안 준오 우주선은 시속 13만 마일의 맹렬한 속도로 지구를 뛰어넘었습니다. 폭풍우는 매우 거대하기 때문에 중력장이 실제로 비행 중에 우주선을 짓눌렀습니다.
남캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 주노 과학자로, 그레이트 레드 스폿의 중력에 관한 논문의 주 집필자인 Marzia Parisi씨는 다음과 같이 말하고 있습니다. 국소 중력은 소용돌이 위를 날 때 우주선을 잡아당기거나 밀어내는 경향이 있습니다. 이는 주노에게 도로 충돌과 같습니다.
지구 상의 과학자들은 이러한 중력에 의한 '충돌'의 영향을 알 수 있었습니다. 왜냐하면 그들은 주노와 부딪칠 때마다 우주선을 지구에 접근시키거나 지구로부터 멀리하기도 했기 때문입니다. 이 거리의 변화로 인해서 약 4억 마일 떨어진 지구로 보내진 전파가 아주 작게 찌부러져 늘어진 도플러 시프트로 알려져 있습니다.
이 효과를 이용하여, 우주선은 초속 0.01밀리미터의 작은 밀림을 줍을 수 있었습니다. 2019년 7월의 플라이바이로 그레이트 레드 스팟의 중력을 얻는데 필요한 정도는 경이적이라고 파리시씨는 말합니다. 중력관측 결과는 볼턴의 초기 마이크로파 측정을 보완했고, 폭풍은 목성 대기 중 약 300마일을 관통한다고 결론지었습니다.
그레이트 레드 스폿을 관찰하면 축소하고 있는 것 모두 축소하고 있는 것이 축소되고 있습니다. 1세기 반 가까이 상징적인 위치는 작아지고 있고, 그것이 언제까지 계속될지는 알 수 없습니다.
Juno는 이 현상을 자세히 보고 있습니다. "우리가 하고 있는 일은 그 축소가 일어나고 있는 동안 무슨 일이 일어나고 있는지를 가까이서 보는 것입니다"라고 볼턴 씨는 말합니다. 우주선은 폭풍우가 인근의 구름에 휩싸인 것을 관측하고 있습니다. 또 폭풍 자체도 아라시를 안정시키고 있는 지구상의 강력한 컨베이어 벨트에 의해서 갇힌 것 같아요.
"이 이론은 그 모든 것을 규모의 변화와 연결시킬 수 있다는 의미에는 별로 되지 않고 있다고 생각합니다"라고 그는 말했습니다.
Juno의 데이터는 과학자가 GreatRedSpot에 무슨 일이 일어날지를 예측하는데 도움이 됩니다.
"지금 아라시에서 일어나는 일을 이해함으로써 과학자들은 우리가 보게 되는 것을 시뮬레이트 하고 장래 어떤 일이 일어날지 예측하기 위한, 고도 모델을 만들 수 있습니다. 여기에는 아마 큰 낙제점이 언제 소멸할지도 모릅니다"과 행성 과학자 폴반 씨는 말합니다.
주노 우주선에서의 발견은 토성, 천왕성, 해왕성 등 거대 행성의 초기 형성, 나아가 우리 자신의 태양계를 초월한 행성에 빛을 비추고 있습니다. 우리가 가까이 와서 이 행성이 실제로 열려 내부를 볼 수 있는 첫 번째 행성이 되면 은하 전체에서 거대한 행성이 어떻게 기능하는지에 대해 많은 것을 가르쳐 줄 것입니다. 천문학자들은 지금까지 태양 이외의 항성을 주회 하는 행성인 수천 개의 외행성을 지정해 왔습니다.
이 행성들은 지구에서 약 10.5광년 떨어져 있습니다. 그것은 표면에서 무슨 일이 일어나고 있는지 관찰하는 것을 어렵게 합니다.
이들 태양계 외행성의 후보자 중 약 1400명은 목성과 비슷한 거대 가스인 것으로 추정되고 있습니다. 목성에서 무슨 일이 일어나는지를 이해하는 것은 과학자들이 태양계 바깥에서 무슨 일이 일어나고 있는지 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.
목성을 형성하는 물리학과 과정을 이해함으로써 목성뿐만 아니라 이런 종류의 세계에 대해서도 더 잘 이해할 수 있게 될 것이라고 번 씨는 말합니다.
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