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13건의 기사

천문·천체물리

솔라 오비터, 이온 관성 길이 규모 전류층의 자기 재결합 조건 통계 분석

솔라 오비터(Solar Orbiter)의 고속 샘플링(초당 4회) 이온 데이터 103시간 분량(2020년 7월~2022년 9월 수집)을 이용해, 이온 관성 길이부터 86.4배 규모까지의 전류층(CS)과 자기 재결합 특성을 통계적으로 분석한 연구다. 자동 검출 알고리즘으로 찾은 전류층을 알벤파형과 재결합형으로 분류한 결과, 전류층의 방향은 등방 분포와 일치했고 재결합 제트 속도와 이론적 유출 속도의 비율은 중앙값 0.71로 나타났다. 상류 조건이 대칭이어서 반자성 드리프트에 의한 재결합 억제 메커니즘은 영향을 주지 않았으며, 재결합 방향의 흐름 전단(flow shear)이 재결합을 억제하고 그 값이 재결합형보다 알벤파형 전류층에서 일관되게 더 컸다. 반면 안내자기장 방향의 흐름 전단은 이온 규모 태양풍 전류층의 재결합을 억제하기에는 너무 작았다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

천문·천체물리

솔라 오비터, 이온 관성 길이 수준 전류층 974개 목록화… 자기 재결합 에너지 소산 분석

연구진은 솔라 오비터(Solar Orbiter)가 2020년 7월부터 2022년 9월까지 초당 4회 샘플링으로 수집한 103시간 분량의 이온 현장 관측 자료를 분석해, 두께가 이온 관성 길이의 수 배에서 90배 범위인 전류층(CS) 974개 목록을 작성했으며 이 중 53개에서 이온 재결합 제트가 확인됐다. 솔라 오비터는 전체 관측 시간의 약 1%를 이 두께 범위의 전류층 내부에서, 0.06%를 같은 두께 범위의 재결합 전류층 내부에서 보낸 것으로 추정됐다. 기존 연구와 비교한 결과 전류층과 재결합 전류층의 출현 빈도는 태양 중심거리(r)에 따라 각각 r^-0.9, r^-1.5로 변화하며, 자기 재결합에 의한 에너지 소산율은 약 1~40 이온 관성 길이 구간에서 약 30 J/kg/s로 추정됐다. 난류 에너지 캐스케이드의 재결합 소산은 태양에 가까울수록 더 효과적이고 r^-3.6으로 감소하며, 이온 관성 길이보다 두꺼운 알펜형 전류층의 전류 밀도는 J0/JA=0.9(λ/2δi)^-0.71의 척도 불변성을 보여 전류층이 태양풍 난류에서 국소적으로 생성됨을 시사한다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

CAPE CANAVERAL, Fla. -- NASA’s Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, or MAVEN, spacecraft begins its 10-month journey to Mars, launching atop a United Launch Alliance Atlas V rocket at 1:28 p.m. EST
행성과학·태양계

딥러닝으로 화성 고에너지 O2+ 이온 빔 식별… MAVEN 10년 관측 데이터 분석

화성 전리층 이온은 태양풍에 의해 가속되어 대기 이온 유출에 크게 기여하는데, 연구진은 U-Net 기반 영상 분할 모델을 개발해 메이븐(MAVEN) 탐사선의 10년치 관측에서 고에너지 O2+ 빔을 식별하고 전역적 특성을 통계 분석했다. 분석 결과 O2+ 빔은 화성 플라스마 환경 전반에 널리 분포하며, 태양풍 대류 전기장이 화성 외부를 향하는 +E 반구에 강하게 치우쳐 나타나 대류 전기장이 빔 형성에 주요한 역할을 함을 시사했다. 태양풍과 마그네토시스 영역의 빔은 기존에 알려진 플룸과 일치했고, 발생 빈도로 가중한 플럭스는 기존 장기 플룸 추정치와 부합했으나 빔 구간 자체의 플럭스는 훨씬 높게 나타났다. 유도 자기꼬리에서는 대류 전기장과의 연관성이 유지되면서 홀 전기장이 추가 에너지 공급원으로 작용할 수 있었고, 빔 특성은 주로 상류 태양풍 조건에 좌우되며 태양 극자외선 복사와는 뚜렷한 관련이 없었다. 연구진은 이 결과가 우주선 관측에서 일시적 플라스마 집단을 식별하는 딥러닝의 가능성을 보여준다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

NASA Solar TErrestrial RElations Observatory satellites have provided the first 3-dimensional images of the Sun. This view will aid scientists ability to understand solar physics to improve space weat
천문·천체물리

솔라 오비터, 태양풍 자기장의 '스위치백' 기원 추적

유럽우주국(ESA)이 주도하는 솔라 오비터(Solar Orbiter) 탐사선이 태양풍 자기장에서 S자 형태로 꺾인 구조인 '스위치백(switchback)'을 통과했다. 솔라 오비터는 스위치백 내부 입자를 분석해 그 기원을 태양 표면까지 추적하고, 위험한 태양 폭풍을 일으키는 태양 자기장에 대한 새로운 사실을 밝혔다.

ESA

jsc2024e062537 (Sept. 20, 2024) --- ESA (European Space Agency) astronaut Sophie Adenot smiles for a portrait as she gets suited up for a spacewalk training session at Johnson Space Center's Neutral B
위성·지구관측

유럽-중국 공동 '스마일(Smile)' 미션, 과학 관측 개시

유럽우주국(ESA)과 중국이 공동 추진하는 스마일(Smile) 미션이 현지시각 9월 23일 태양에서 오는 하전입자 바람에 지구가 어떻게 반응하는지를 관측할 준비를 마쳤다고 선언됐다. 이 우주선은 5월 19일 발사돼 6월 20일 과학 운영을 위한 목표 궤도에 진입했으며, 이후 궤도상 시운전(커미셔닝) 기간을 거쳤다.

ESA

Data from NASA Cassini spacecraft have enabled scientists to create this map of the heliosphere, the bubble of charged particles around our sun. Charged particles stream out from our sun in a phenomen
천문·천체물리

느린 알펜파 난류의 캐스케이드율, 스위치백 구간에서 음수로 전환 — Wind 위성 관측

연구진은 등방성 가정을 요구하지 않는 폴리타노-푸케(Politano-Pouquet) 기반 방법으로 느린 태양풍의 불균형 알펜파 난류에서 난류 캐스케이드율을 추정했으며, Wind 우주선이 제공한 8시간 구간을 선별해 평균 자기장 대비 자기장의 각도 분산을 기준으로 스위치백 구간과 비(非)스위치백 구간으로 분류했다. 비스위치백 구간은 총 캐스케이드율이 양수이고 파워 스펙트럼이 -3/2 지수와 일치해 정방향 에너지 캐스케이드를 시사한 반면, 스위치백 구간은 총 캐스케이드율이 음수(역캐스케이드)이며 스펙트럼 지수가 약 -1.6으로 더 급격했다. 연구진은 큰 자기장 회전이 알펜파 느린 태양풍에서 스케일 간 에너지 전달을 크게 변형시킬 수 있으며, 스위치백이 국부 불안정성이나 자기재결합 관련 구조 같은 추가적 물리 과정과 연관될 가능성이 있다고 해석했다. 이는 불균형 알펜파 태양풍 난류에서 음의 캐스케이드율이 보고된 기존 사례를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A futuristic woman in a dimly lit spaceship holding an astronaut helmet, surrounded by sci-fi elements.
행성과학·태양계

로제타 COSIMA 분석: 67P 혜성 먼지 입자, 태양계 형성 초기 태양풍 조사 흔적 발견

ESA 로제타(Rosetta) 미션 말기에 COSIMA 질량분석기가 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에서 포집한 먼지 입자 8개를 장기 스퍼터링해 내부 조성을 분석하고, 스퍼터링하지 않은 입자 파편 59개의 표면 조성과 9개 원소에 대해 비교했다. 표면은 마그네슘(Mg)·철(Fe) 등 금속이 태양 존재비에 비해 크게 결핍된 반면 내부 물질은 태양 존재비와 일치했으며, 입자가 포집 표적에 충돌하며 파쇄된 점을 고려하면 이 결핍층은 더 작은 광물 하위단위 표면을 덮고 있어야 한다. 연구진은 이런 결핍층(림)이 대기 없는 천체의 표토 입자에서 우주풍화로 흔히 나타나는 구조라는 점을 들어, 혜성을 구성하는 광물 하위단위가 태양성운 안쪽 영역에서 응집 이전에 태양풍 조사를 받았다고 제안했다. 이후 이 작은 입자들이 태양성운 바깥 영역으로 운반돼 얼음과 섞이며 혜성 핵을 형성했다는 설명이다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

jsc2022e031219 (4/26/2022) A preflight image showing the Microgravity Research for Versatile Investigations-Phase Change in Mixtures.(MaRVIin PCIM) system as it would be housed in the microgravity glo
행성과학·태양계

인도 지역 저위도 전리층 TEC, 지자기 지수 없이 태양풍 변수만으로 예측하는 신경망 모델

연구진은 Kp/Ap나 Dst/SYM-H 같은 지자기 지수를 입력으로 쓰지 않고 태양풍 변수(행성간자기장 Bz, 속도, 밀도)와 F10.7 태양 전파 플럭스만으로 인도 경도 지역의 전리층 총전자량(TEC)을 예측하는 신경망 모델을 개발했다. 모델은 2024년 한 해 동안 15분 간격으로 수집된 전지구 전리층 지도(GIM) TEC 자료로 학습했으며, 은닉 뉴런 96개 구조에서 R² 약 0.96, RMSE 약 5.4 TECU, MAE 약 3.8 TECU의 학습 성능을 보였다. 2025년 자료를 이용한 독립 예측에서는 지자기 조용기 잔차가 대체로 ±10 TECU 이내였고, 중간 및 강한 자기폭풍 시기에도 인도 지역 대부분에서 비슷한 오차 범위를 유지했다. 연구진은 이 방식이 GNSS 측위, 위성 항법, 무선 통신 등에 활용될 수 있는 지역 TEC 예측 및 전리층 관측·예보 도구 개발에 적용 가능하다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A captivating view of a solar eclipse showcasing the sun's corona around the moon.
관측·천문현상

오로라에도 '시즌'이 있다 — 춘분·추분 무렵 오로라가 잦아지는 이유

오로라는 매년 봄·가을 분점(춘분·추분) 무렵에 더 자주 발생하며, 이 패턴은 100년 넘게 과학자들에게 알려져 왔다. 1912년 영국 예수회 천문학자 알로이시우스 코티(Aloysius Cortie)가 분점과 오로라의 연관성을 다룬 첫 주요 논문을 발표했고, 1940년 시드니 채프먼(Sydney Chapman)과 율리우스 바르텔스(Julius Bartels)도 저서 '지자기학(Geomagnetism)'에서 이 연 2회 주기를 논의했다. 현재 가장 널리 받아들여지는 설명은 UCLA의 크리스토퍼 러셀(Christopher Russell)과 로버트 맥퍼런(Robert McPherron)이 1973년 논문에서 제시한 '러셀-맥퍼런 효과'로, 태양풍이 운반하는 태양 자기장의 남북 성분(Bz)이 지구 자전축의 기울기와 맞물려 분점 무렵 변동이 가장 커지고, 이 Bz가 지구 자기장과 반대 방향일 때 지자기 폭풍과 오로라가 가장 빈번해진다는 내용이다. 여기에 분점 무렵 지구 자기극이 하루 두 차례 태양풍 흐름과 직각을 이뤄 태양풍 효과가 강해지는 '분점 효과(equinoctial effect)'도 더해진다. 태양 활동의 11년 주기는 2024년 말 정점을 지난 것으로 보이지만 태양은 여전히 비교적 활발한 상태다.

EarthSky

Under mostly overcast skies, the Moon passes in front of the Sun as a partial solar eclipse approaches 85% in New Orleans, home of NASA’s Michoud Assembly Facility, on Monday, April 8, 2024. A total s
행성과학·태양계

[우주의 오늘] 2004년 9월 8일, NASA 제네시스 태양풍 시료 캡슐 유타 사막 추락

2004년 9월 8일(현지시각) NASA의 제네시스(Genesis) 탐사선이 낙하산이 펴지지 않아 유타 사막에 추락하면서, 태양풍 입자를 담은 시료 웨이퍼가 수천 조각으로 부서졌다. 2001년 8월 2억 6,400만 달러 규모로 발사된 제네시스는 아폴로 17호(1972년) 이후 NASA의 첫 시료 회수 미션이자, 달보다 먼 곳(지구에서 약 100만 마일 떨어진 L1 라그랑주점)에서 시료를 가져오려 한 첫 시도였다. 사고 원인은 시료 회수 캡슐 내 중력 스위치 4개가 설계 도면 오류로 거꾸로 장착된 것으로, 대기권 진입 감속을 감지해 주낙하산과 예비 낙하산을 펴는 기능이 모두 작동하지 않았다. 과학자들은 부서진 시료 일부를 건져내 성과를 얻었고, 같은 방식의 중력 스위치를 쓴 스타더스트(Stardust) 탐사선은 점검 결과 정상 장착으로 확인돼 2006년 착륙에 성공했다. 한편 1966년 9월 8일에는 TV 시리즈 '스타트렉(Star Trek)' 첫 회가 방영돼 2026년 60주년을 맞는다.

Space.com

NASA Solar TErrestrial RElations Observatory satellites have provided the first 3-dimensional images of the Sun. This view will aid scientists ability to understand solar physics to improve space weat
천문·천체물리

"무충돌 완화가 우주 플라즈마의 비등방·비열적 운동량 분포 기원" — arXiv 논문

태양풍 같은 무충돌 우주 플라즈마에서 흔히 관측되는 비등방성·비열적·다중온도 입자 운동량 분포의 기원을 다룬 논문이 arXiv(astro-ph.HE)에 개정판으로 공개됐다. 연구진은 리우빌 정리(Liouville's theorem)를 이용해 플라즈마의 비등방적 압축 또는 팽창과 그에 따른 비등방 응력의 완화가 비평형 상태로 이어지며, 그 결과 비등방·비열적 분포함수, 서로 다른 전자·이온 온도, 또는 이들의 조합이 나타난다고 주장한다. 또한 열평형 상태의 플라즈마가 비등방적 압축·팽창을 겪으면 입자 충돌이 없는 한 열평형으로 되돌아갈 수 없다는 논거를 제시하며, 대부분의 천체 플라즈마가 사실상 무충돌이고 큰 비등방 압축·팽창을 겪는 만큼 이러한 분포가 보편적일 것으로 보았고 이는 태양풍 관측과 부합한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)

the sun as seen from space during a solar eclipse
천문·천체물리

태양 자기 구조가 지구 방사선대 전자를 조절한다 — 코로나 홀 태양풍이 계절 변동도 주도

지구 외부 방사선대는 태양활동주기, 계절, 27일(캐링턴) 주기로 변동하는데, 연구진은 그동안 국소적 기하 효과로 설명돼 온 계절 변동 역시 코로나 홀 태양풍의 주기적 반복이 유발한다고 제시했다. 또한 이 태양풍의 알벤파(Alfvénic) 특성이 외부 방사선대에서 관측되는 전자 플럭스 증가의 원인이라고 밝혔다. 연구진은 이 결과가 태양 자기 위상구조와 태양풍 특성, 자기권 역학을 여러 시간 규모에 걸쳐 연결하는 통합적 틀을 제공한다고 설명했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A breathtaking shot of a rocket launch, creating a vivid trail under a starry night sky.
관측·천문현상

APOD: 아이슬란드 폭포 위로 쏟아진 화려한 오로라

NASA의 '오늘의 천문 사진(APOD)' 2026년 8월 27일자로 아이슬란드 스코가포스(Skógafoss) 폭포 위 밤하늘을 물들인 오로라 사진이 선정됐다. 사진작가 빅토르 리마(Victor Lima)가 2025년 4월 5초 단일 노출로 촬영했으며, 오로라 관측에는 높은 태양 활동과 어둡고 맑은 하늘, 대개 고위도의 관측 장소가 필요하다. 오로라는 태양풍의 하전 입자가 지구 자기권에 포획돼 자기장을 따라 극 지역으로 이동한 뒤 대기 중 기체 입자와 충돌하며 발생하고, 산소는 붉은색·초록색, 질소는 파란색·분홍색 등 기체와 고도에 따라 색이 달라진다. 남반구는 특히 남극권 주변에 육지가 적어 남극광보다 북극광이 더 쉽게 관측된다.

NASA