NASA의 Parker Solar Probe가 금성의 대기에서 무선 신호를 감지합니다.

짧은 스윙 중 금성그리고 NASAParker Solar Probe는 우주선이 행성의 상층 대기를 통해 비행했음을 나타내는 자연 전파 신호를 감지했습니다. 거의 30 년 만에 금성의 대기를 직접 측정 한 최초의 측정이었으며 금성의 과거와는 매우 다르게 보입니다. 오늘 발표 된 한 연구에 따르면 금성의 상층 대기는 태양의 11 년주기 인 태양주기 동안 당황스러운 변화를 겪고 있습니다. 이것은 금성과 지구가 어떻게 그리고 왜 다른지 해독하는 최신 가이드입니다.

지구와 금성은 유사한 과정에서 태어 났으며 쌍둥이입니다. 둘 다 돌이 많고 크기와 구조가 같습니다. 그러나 그들의 길은 태어날 때부터 갈라졌습니다. 금성은 자기장이 없으며 납을 녹일 정도로 높은 온도에서 표면을 굽습니다. 기껏해야 우주선은 그곳에서 몇 시간 만 살아 남았습니다. 금성에 대한 연구는 과학자들이이 쌍둥이가 어떻게 진화했는지, 그리고 지구와 같은 행성이 거주 할 수 있는지 여부를 이해하는 데 도움이됩니다.

2020 년 7 월 11 일, Parker Solar Probe는 세 번째 비행에서 금성 근처에서 선회했습니다. 각 비행은 행성의 중력을 이용하여 우주선을 태양에 가깝게 이동하도록 설계되었습니다. 메릴랜드 주 로렐에있는 응용 물리학을위한 존스 홉킨스 연구소에서 운영하는이 임무는 현재까지 금성에 가장 가까운 비행을하여 수면 위 833km를 통과했습니다.

비디오의 음성 데이터는 Parker Solar Probe의 FIELDS 장치 데이터를 오디오로 변환합니다. FIELDS는 금성의 대기를 통과 할 때 자연적인 저주파 무선 방출을 감지하여 과학자들이 전리층이라고하는 행성의 전기적으로 충전 된 상부 대기의 밀도를 계산하는 데 도움이되었습니다. 출처 : NASA Science Visualization Studio / Mark Subbarao / Glenn Collinson

이 연구의 수석 과학자 인 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터의 글렌 콜리슨이 오늘 (2021 년 5 월 3 일) 발표 한 글렌 콜리슨 (Glenn Collison)은 “비너스로부터 새로운 데이터를 얻게되어 매우 기뻤습니다.”라고 말했습니다. 지구 물리학 연구 편지. 금성 전문가 인 Collinson은 NASA의 Pioneer Venus Orbiter 및 European Space Agency의 Venus Express와 같은 과거 임무에서 사용 가능한 모든 금성 데이터를 여러 번 검색했습니다.

Parker Solar Probe의 기기 중 하나는 태양 대기에서 측정하는 전기장 및 자기장의 이름을 따서 명명 된 FIELDS입니다. 불과 7 분 동안 (Parker Solar Probe가 금성에 가까웠을 때) FIELDS는 저주파 자연 무선 신호를 감지했습니다. 데이터가 눈살을 찌푸린 것이 Collinson의 관심을 끌었습니다. 신호의 모양과 강도는 익숙해 보였지만 내려 놓을 수는 없었습니다. 그는“그 다음날 일어났다”고 말했다. 그리고 저는 “오 마이 갓,이게 뭔지 알아!”라고 생각했습니다. “

콜린 슨은 이전에 NASA의 갈릴레오 궤도 선에 대한 연구에서 신호에 대해 배웠습니다. 목성 우주선이 전리층을 통과하여 목성의 위성까지 통과 할 때마다 비슷한 찡그린 얼굴이 나타났습니다.

지구와 마찬가지로 금성은 대기의 상단 가장자리에 전리층이라고하는 전하를 띤 가스층을 가지고 있습니다. 이 충전 가스 바다, 또는 혈장, FIELDS와 같은 도구로 감지 할 수있는 전파를 자연스럽게 방출합니다. Collinson과 그의 팀은이 신호를 확인했을 때 Parker Solar 탐사선이 금성의 상층 대기를 훑어 봤다는 사실을 깨달았습니다. 이전 데이터를 기반으로 예측했을 수도 있지만 유쾌한 놀라움이었습니다.

연구원들은이 전파 방출을 사용하여 Parker Solar Probe가 통과하는 전리층의 밀도를 계산했습니다. 연구원들은 1992 년 Pioneer Venus Orbiter에서 금성의 전리층을 직접 측정했습니다. 그 후 태양은 폭풍의 태양주기의 정점 인 태양의 한계에 가까워졌습니다.

그 후 몇 년 동안 지상 망원경의 데이터는 태양이 고요하고 최소한의 태양 단계에 정착함에 따라 상당한 변화를 나타 냈습니다. 대부분의 대기는 동일하게 유지되었지만, 가스가 우주로 빠져 나갈 수있는 상단에있는 전리층은 태양의 최소 기간 동안 훨씬 더 얇았습니다.

직접 측정하지 않으면 확인할 수 없었습니다.

2020 년 7 월 11 일 세 번째 금성 비행 중에 Parker Solar Probe의 WISPR 사진 작가는 7,693 마일 떨어진 곳에서 금성의 야경을 촬영했습니다. 이미지 크레딧 : NASA / Johns Hopkins APL / 해군 연구소 / Guillermo Stenborg 및 Brendan Gallagher

마지막 태양 최소값 이후 6 개월 후에 발생한 최근의 파커 태양 탐사선 탐사에서 관찰 한 결과는 금성의 전리층에있는 미스터리를 강조합니다. 사실 금성의 전리층은 태양의 최대 기간 동안 측정 한 이전 측정에 비해 훨씬 얇습니다.

연구의 공동 저자이자 대기 및 우주 연구소의 박사후 연구원 인 Robin Ramstad는 “여러 임무가 차례로 동일한 결과를 확인하면 완화가 실제적이라는 확신을 갖게됩니다.”라고 말했습니다. 콜로라도 대학교 볼더 물리학.

금성의 전리층이 태양 바닥 근처에서 얇아진 이유를 이해하는 것은 금성이 태양에 어떻게 반응 하는지를 밝히는 일의 일부입니다. 이는 연구자들이 한때 지구와 비슷했던 금성이 오늘날의 타는듯한 유독 한 공기의 세계가 된 방법을 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 예를 들어 금성의 전리층은 누출에 취약하여 에너지 가스가 우주로 빠져 나가는 것을 의미합니다. 이것과 전리층의 다른 변화에 대한 데이터를 수집하는 것은 금성의 대기가 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는지 이해하는 데 필수적입니다.

이 연구를 준비하는 데 약 30 년이 걸렸습니다. 그것은 금성에 대한 임무를 수행했고, 수십 년 후 최첨단의 태양에 대한 임무를 수행했습니다. Applied Physics Laboratory의 Parker Solar Probe 프로젝트 과학자 인 Noor Al-Rawafi는 “금성 근처를 비행하는 목적은 우주선 속도를 늦추어 Parker 태양 탐사선이 태양 가까이에서 잠수 할 수 있도록하는 것입니다. “그러나 우리는 과학 데이터를 수집하고 금성과 같은 신비한 행성에 대한 독특한 통찰력을 제공 할 기회를 놓치지 않을 것입니다.”

Collinson은 검색을 방황에 비유했습니다. 금성 과학자들은 Parker Solar 탐사선 플라이 바이를 활용하여 쌍둥이 행성 지구에 대한 새로운 데이터와 통찰력을 얻을 수있게되어 기쁩니다. “지금 금성을 보는 것은이 작은 일견에 관한 것입니다.”라고 그는 말했다.

참조 : Glenn A의 “Parker Solar Probe of Upper Hybrid Resonance Emission 관측에서 얻은 태양 최소값 근처의 금성 전리층에서 고갈 된 플라즈마 밀도”. 지구 물리학 연구 편지.
도이 : 10.1029 / 2020GL092243