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오로라는 태양에서 날아오는 대전 입자들이 극지방의 대기와 상호작용하면서 아름다운 빛을 내는 현상이다. 목성에도 오로라가 생기는데, 예상했던 것과 다른 원리로 발생한다는 연구 결과가 ‘네이처’ 9월 6일자에 발표됐다.

우주에서 오로라를 보면 마치 극지방에 빛나는 고리가 씌워져 있는 듯한 모습으로 나타나는데, 목성의 오로라는 지구에 비해 강도가 훨씬 세다. 지구에서 오로라가 생성되는 원리는 세기가 셀 때와 약할 때가 각각 다른데, 천문학자들은 목성의 오로라가 생성되는 원리가 지구에 강력한 오로라가 생길 때와 같을 것으로 추정해왔다.

지구에서 발생하는 강한 오로라는 빠르게 가속된 전자들이 대기와 반응하면서 나타난다. 반면 약한 오로라는 자기장에 의해 갇힌 전자들이 산란을 일으키면서 나타난다. 목성의 오로라도 전자들이 빠르게 움직이면서 나타날 것이라고 추정해 왔다.

베리 마우크 미국 존스홉킨스대 응용물리연구소 연구원팀은 미국항공우주국(NASA)의 목성탐사선 ‘주노’가 보내온 데이터를 분석했다. 그 결과 목성에서 전자가 가속되는 현상을 포착했지만 강력한 오로라를 발생시킬 정도는 아니었다.

반면 연구팀은 목성의 극지역에서 자기장에 의해 전자들이 최대 400킬로전자볼트(keV)에 이르는 전위차를 만들어 낸다는 사실을 밝혀냈다. 목성 오로라의 생성 원리가 지구의 약한 오로라 생성 원리와 유사할 수 있다는 뜻이다.

연구팀은 이번 연구 결과가 행성들이 저마다 주변 우주 환경과 전자기적으로 상호작용하는 방법이 어떻게 다른지를 알려준다고 설명했다.

doi:10.1038/nature23648