태초에 하나님이 천지를 창조하시니라 (창세기 1:1)

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연대문제

엔셀라두스와 유로파 간헐천들의 열원 문제는 아직도 해결되지 않고 있다.

엔셀라두스와 유로파 간헐천들의 열원 문제는 아직도 해결되지 않고 있다. 

(Another Method to Heat Enceladus Falls Short)

David F. Coppedge

      토성의 작은 위성 엔셀라두스(Enceladus)는 수십억 년 동안 옐로우스톤보다 더 많은 열을 방출하고 있는 간헐천(geysers)들을 어떻게 유지해올 수 있었는가?

엔셀라두스는 지금도 분출 중이다. 약 100여개의 분출구들은 수증기, 가스, 먼지 등을 초음속으로 분사하여, 토성의 한 고리(E-ring)를 만들고 있었다. 어떻게 이 작은 위성은 이러한 맹렬한 분출을 45억 년 동안 해왔던 것일까? 행성과학자들은 작은 얼음 위성이 수십억 년 동안 이러한 분출 활동을 유지할 수 있었던 열원을 찾기 위해서 필사적이다. Icarus 지에 게재된 새로운 논문에서 그 열원(heat source)을 찾기 위한 시도는 실패하고 있었다. 이 논문의 여섯 명의 저자들은 이전의 조석유동(tidal flexing) 모델이 열 유지 문제를 해결할 수 있는지에 대해 걱정하고 있었다는 것에 주목하라.


조석력에 의한 관성 파도(inertial waves)가 유로파와 엔셀라두스의 지하 바다를 가열할 수 있을까? (Rovira-Navarro et al, Icarus, 2018. 11. 18). 그들이 제안한 열원은 너무 작아서(자릿수 크기로) 원인이 될 수 없었다.

.간헐천들이 분출되고 있는 '호랑이 줄무늬(Tiger Stripes)' 균열이 있는 토성의 위성 엔셀라두스.

외태양계의 위성들 중 일부는 지하에 액체 상태의 바다를 보유하고 있다. 조석소실(tidal dissipation)은 이들 바다가 얼어붙는 것을 방지하는데 중요한 역할을 한다. 과거에 대부분의 연구들은 이 천체의 단단한 층(암석과 얼음)에서만 조석소실을 고려했다. 최근에 이 위성들의 바다에서 조석소실을 고려한 새로운 연구가 나타났다. 그들 모두는 얕은 물에서의 근사값을 사용했다. 그러나 이 근사값의 사용은 적절하지 않을 수 있다. 여기서 우리는 최대 코리올리 힘(Coriolis force, 전향력)의 조석력에 대한 이들 바다의 비-유체정역학적(non-hydrostatic) 3차원 반응을 검토했다. 그렇게 하기 위해서, 우리는 완벽한 구형 껍질 안에 들어있는 균질한 밀도의 바다를 고려했고, 얼음 껍질의 효과를 무시했다. 우리는 시간에 따라 변하는 조석력을 갖는 바다에 집중하여, 전 행성적 조석력으로부터 에너지를 얻는 주기적인 관성 파도의 패턴과 유체로 전달되는 얇은 전단 층을 살펴보았다. 유로파와 엔셀라두스에 초점을 맞추어, 관성파가 상당한 진폭(수 cm/s)의 유체 흐름을 발생시키는 것을 보여준다.


좋은 생각이다! 그러나 그것이 작동될 수 있을까?

그럼에도 불구하고, 이전에 언급한 가정 하에서 관성파도에 의한 조석소실은 유로파의 방사성 가열과 엔셀라두스의 관측되는 열 유동(heat flux)보다 몇 자릿수 크기로 작았다.

그들은 열원에 대한 해결책을 아직도 찾지 못하고 있었던 것이다. 원점으로 다시 돌아가서, 대답은 미래로 떠넘겨지고 있었다 : ”끝으로 우리는 유로파와 엔셀라두스에 적절한 열원이 될 지도 모르는, 미래에 조사될 필요가 있는, 추가적 소실 메커니즘을 제안하는 바이다.”



그들은 이 차가운 얼음 위성에서 간헐천들이 분출되는 것을 적어도 13년 이상 지켜보아왔다. 사실 간헐천의 발견은 더 일찍 관측됐었다. 엔셀라두스(Enceladus), 유로파(Europa), 이오(Io)는 태양계가 수십억 년이 될 수 없음을 가리키는 강력한 증거들로 남아 있는 것이다. 그러나 단지 이들 세 천체가 아니다. 혜성에서부터 고리를 가진 행성들, 그리고 수성에서 명왕성까지 다른 모든 천체들도 비슷한 문제를 가지고 있는 것이다. 그러나 지구의 자기장처럼, 그것들은 태양계가 젊다는 것을 가리키는 증거로 채택되지 못하고 있다.


*관련기사 : 토성 위성 엔셀라두스 ‘101개 간헐천’ 포착 (2014. 7. 29. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140729601008

토성 위성 ‘엔셀라두스’의 거대 간헐천...유기물 암시? (2015. 5. 15. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150511601004

'솟구치는 얼음 수증기' 토성위성 근접사진 확보 (2015. 10. 31. 노컷뉴스)
http://www.nocutnews.co.kr/news/4496830

엔진 불꽃같네… 토성 위성의 얼음분수(2017. 7. 21. 서울신문)
http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20170722020005&wlog_tag3=naver

목성 위성의 물기둥… 갈릴레오호는 21년 전에 알았다 (2018. 5. 17. 조선일보)
http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/05/16/2018051603470.html

'목성 얼음기둥' 유로파의 물기둥 증거 나왔다 (2018. 5. 15. ZD Net Korea)
http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20180515105458&type=det&re=

나사 '목성 위성 유로파에서 200㎞ 물기둥 발견” (2016. 9. 27. 한겨레)
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/762920.html

NASA, 목성 위성 `유로파`에서 수증기 기둥 발견 (2016. 9. 27. 조선비즈)
http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2016/09/27/2016092700456.html?main_hot2

3개 화산 동시 폭발, 목성 위성의 300km 높이 화산폭발 장면 (2007. 3. 15. 조선일보)
http://photo.chosun.com/site/data/html_dir/2007/03/15/2007031500590.html

초대형 우주 화산, 분출 높이가 400km, ‘지구였다면 재앙 수준’ (2013. 9. 5. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20130905/57482871/1

목성의 달 ‘이오’서 초대형 화산 폭발 포착 (2014. 8. 5. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140805601009



번역 - 미디어위원회

링크 - https://crev.info/2018/11/another-method-heat-enceladus-falls-short/

출처 - CEH, 2018. 11. 20.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6946

참고 : 5982|6169|6726|6412|6140|5890|5012|4327|4263|4180|3846|3823|3404|3006|6473|5811|6834|6068|4051|5077|4065|6913|6883|6878|6874|6804|6798|6708|6538|6517|6509|6482|6460|6454|6398|6368|6362|6357|6356|6343|6342|6298|6273|6267|6261|6231|6213|6202|6195|6194|6121|6045|5993|5987|5937|5929|5865|5846|5833|5798|5791|5777|5745|5696|5693|5685|5662|5659|5585|5575|5537|5422|5404|5388|5329|5315|5304|5246|5187|5188|5184|5075|5039|4666|4665|4664



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