지난 수십 년간 과학자들은 토성의 전날의 길이에 대해 곤혹스러워해 왔다. 몇 년 동안 측정한 수치가 일치하지 않을 뿐만 아니라 토성 남극에서 측정한 상황도 북극에서 측정한 상황과 일치하지 않는다는 것이다. 왜 그럴까요?
지구 물리학 연구 익스프레스' 2 월호에 발표된 한 연구가 원인을 찾아냈다. 주요 연구원 중 한 명인 일본 우주항공 연구개발기구 (JAXA) 의 행성 연구원인 제임스 오도노그 (James Clark) 는' 비즈니스 내막' (Business Insider) 에 "자기장과 전파는 보통 신호처럼 안정적이다" 고 말했다.
따라서 과학자들은 보통 행성 자기장의 전파 법칙을 통해 행성의 하루 길이를 측정한다. 하지만 이 방법은 토성에서 어려움을 겪었다.
2004 년에 미국 항공우주국의 카시니 탐사선이 토성에 도착하여 자기장에서 발생하는 무선 신호를 측정했다. 과학자들은 이번 측정 결과가 여행자 2 호가 198 1 년 토성을 통과했을 때의 측정 결과와 다르다는 것을 알게 되어 놀랐다.
Odunog 는 "토성의 자전 주기는 계절에 따라 변하는가? 당시 모두들 불가사의하다고 느꼈다. 더욱 이상하게도 토성 북극과 남극에서 측정한 자전 주기도 다르다. "
연구원들은 각종 추측을 내놓았다. 토성이 위성 엔셀라두스 엔클라도스 (Enceladus, Enceladus) 를 통과했을 때, 이 위성의 화산에서 분출되는 마그마와 가스가 토성의 자기장에 영향을 미쳤습니까, 아니면 다른 위성인 타이탄 (Titan) 의 두꺼운 메탄 대기가 영향을 미쳤습니까? 아니면 토성 자체의 먼지 고리가 바깥에 미치는 영향일까요?
이러한 추측이 확실하지 않은 상황에서, 한 무리의 과학자들은 토성의 중력도 주변의 먼지 고리로 인한 진동을 통해 회전 길이를 측정할 수 있는 또 다른 방법을 찾았다. 결국 20 19 년에 과학자들은 토성의 하루가 10 시간 33 분 38 초라고 확정했다.
그렇다면 토성 자기장이 불안정해 자기장 측정에 따른 하루 길이가 다른 이유는 무엇일까? 이 새로운 연구는 토성의 북극에 두 개의 강력한 극지 소용돌이가 있어 토성의 상층 대기가 전기를 띤 입자로 가득 차 있는 이유를 찾아냈다. 이 입자들은 토성 자기장과의 상호 작용이 토성 북극의 오로라를 형성하는 지 자기장에 영향을 미친다.
연구원들은 관측데이터에서 고위층 대기 중 수소 이온의 운동 경로를 추적해 토성 북극의 두 극소용돌이의 운동 패턴과 동일하다는 것을 보았다. 연구원이 만든 애니메이션에서 볼 수 있듯이 이 두 소용돌이의 운동 신기한 지형은 음양어 같은 도안이 되었다.
연구원들은 과학자들이 모든 행성에서 발견한 최초의 행성 자체의 하전 이온 바람을 통해 오로라를 생성하는 메커니즘이라고 밝혔다. 오두노그가 말했다. "이 연구는 마침내 토성의 자기장이 불안정한 원인을 찾아냈다." #