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화성의 대기가 사라지는 이유는?




화성은 태양풍의 영향으로 끊임없이 대기의 일부가 사라지고 있다.
英 레스터대 마트 레스트 교수 연구


화성의 대기가 태양풍의 영향으로 빠르게 사라지고 있다는 연구 결과가 나왔다. 태양풍은 태양이 방출하는 전하입자 바람으로 코로나 내부의 상태에 따라 시속 300~800km의 속도로 분다.

영국 레스터대 천체물리학과 마트 레스터 교수는 태양풍 내부에서 회전하는 서로 다른 입자의 흐름 때문에 화성의 대기가 희박해진다는 사실을 국제학술지 ‘지오피지컬 리서치 레터’ 3월호에 소개했다.

태양풍 내에는 속도가 서로 다르지만 상호작용하는 독특한 물질의 소용돌이(CIRs)들이 있다. 태양풍은 헬멧 모양의 코로나 빛(광휘)에서 나오는 느린 태양풍과 코로나 구멍에서 직접 나오는 빠른 태양풍으로 이뤄진다. 이들은 상호작용하기도 하고 서로 부딪히기도 하면서 다양한 기류를 형성한다.

빨리 움직이는 기류가 천천히 움직이는 기류를 따라잡으면 기류에 섞여 있던 물질들이 충돌하게 된다. 이 충돌로 충격파가 생성되면서 태양풍 내의 입자는 매우 빠른 속도로 가속된다. 연구진은 화성에서 빠져나오는 중이온 입자 흐름을 관측한 결과 충격파가 화성을 지날 때 화성 대기에서 입자들을 밀어낸다는 사실을 알아냈다. CIRs가 발생할 때 화성 대기 입자들이 2.5배 이상 더 많이 빠져나간다는 뜻이다.

이 현상은 지구에서는 발생하지 않는다. 자기장 보호막이 지구를 안전하게 감싸고 있는 덕분에 태양풍의 영향을 직접적으로 받지 않기 때문이다. 하지만 화성과 금성의 상황은 지구와는 사뭇 다르다. 화성의 경우 자기장의 세기가 지구의 250분의 1로, 대기가 태양풍의 충격에 그대로 노출된다.

레스터 교수는 “이번 연구는 11년 주기의 태양 순환기 중 가장 조용한 시기에 이뤄진 편”이라며 “태양 활동이 활발할 경우 교란 현상은 더 강해질 것”이라고 설명했다.



문경수 동아사이언스 기자 moon@donga.com



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