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천문학

행성 자기장의 형성 이론과 모순되는 관측들

행성 자기장의 형성 이론과 모순되는 관측들

(Anomalies in Planetary Magnetic Fields)


    자기장(magnetic fields)에 대한 지구발전기 이론(geodynamo theory)은 뭔가 심각하게 잘못되었다.

(NASAJPL의) 카시니 과학자들도 인정하고 있는 것처럼, 토성(Saturn)의 자기장은 기존의 형성 이론과 모순된다. 회전 액세스(spin access)와 자기장 축(magnetic field axis) 사이의 차이가 거의 제로인 것이다. 기존 이론에 의하면, 자기장을 생성하는 것으로 추정하고 있는 발전기(dynamo)가 구동되기 위해서는, 어느 정도의 차이가 필요하다. 이 '놀라운' 사실은 카시니 미션 13년 후에도 설명되지 않고 있다.

카시니의 자력 계측기가 수집한 데이터에 의하면, 토성의 자기장은 행성의 회전축과 놀랍도록 잘 정렬되어있는 것처럼 보인다. 기울기(tilt)는 0.06도 보다 훨씬 작다. 이것은 그랜드 피날레를 장식하기 전 카시니 우주선에 장착됐던 자력계 데이터의 하한값이다.

이 관측은 자기장의 생성 방법에 대한 과학자들의 이론적 이해와는 확연히 다르다. 행성의 자기장은 행성 안쪽 깊은 곳에 액체 금속(토성의 경우 액체의 금속성 수소로 생각되는)을 통해 흐르는 전류를 유지하기 위해, 어느 정도 기울기가 필요한 것으로 이해되어 왔다. 기울기가 없으면, 전류는 사라지고, 결국 자기장은 사라질 것이다.

토성만이 자기장에 문제가 있는 유일한 행성이 아니다.

Geophysical Research Letters 지에 연구자들은 ”핵 대류에 의해 구동되는 초기 달 발전기에 반대되는 사례”라는 제목의 논문을 발표했다. 저자들은 ”달 발전기(lunar dynamo)가 장구한 시간동안 어느 정도의 강도로 유지되기 위한, 핵 대류(core convection, 행성에서 오랫동안 자기장을 생성하는 것으로 흔히 알려졌던 과정)와 관련된 에너지는 불충분하다”고 말했다.

또한 Geophysical Research Letters 지는 ”초기 지구발전기에 동력을 제공했던 산화마그네슘 용리의 에너지 부족”이라는 제목의 또 다른 예외적 이상(anomaly)을 게재했다. 저자들은 추정되는 지구의 나이 동안 발전기가 돌아가기 위해 제안됐던 한 주장을 기각시키고 있었다 :

고대 지구 자기장의 기원은 현저한 문제이다. 최근 핵(core)으로부터 산화마그네슘의 용리(exsolution of MgO)는 초기 지구발전기를 구동시키는 충분한 에너지를 제공할 수 있었을 것으로 제안됐었다. 여기에서 우리는 철이 풍부한 액체와 규산염/산화물 용해물 사이의 마그네슘 분리(Mg partitioning)에 대한 새로운 실험 결과를 제시한다. 우리의 실험 결과에 의하면, 마그네슘 분리는 이전에 오직 온도와만 관련이 있다는 주장과 달리, 철분이 풍부한 액체의 산소 함량에 크게 의존하고 있었다. 결과적으로, 핵의 냉각 동안 산화마그네슘의 용리는 극적으로 감소되고, 단독으로 초기 지구발전기를 구동시키기에는 불충분하다.

The Conversation(2017. 11. 8) 지에서 크리스토퍼 데이비스(Christopher Davies)는 ”3000년 전의 미스터리한 지구 지자기 스파이크(geomagnetic spike)는 지구의 내부에 대한 우리의 이해에 도전한다”라는 제목의 글을 게재했다. 이 기사는 자기장 이론에 대해 우리가 알아야하는 어떤 중요한 점을 언급하고 있었다. ”지구 핵에 대한 우리의 지식 대부분은 직접 자기장의 측정이 가능했던 시기에 해당하는, 대략 지난 200년으로부터 유래된 것이다.” 그러므로 200년 간의 데이터로부터 46억 년 동안의 지구 자기장에 대해 가정하는 것은, 관측치로 2300만 배의 기간을 외삽하여 추정하는 것이다.



행성 자기장은 과학 논문과 일반 대중들이 알고 있는 것이 크게 다른 또 하나의 분야이다. TV 프로그램이나 학교 교과서에는 지구 자기장이 잘 이해되고 있는 것처럼 기술되어 있다. 그러나 과학자들은 작동되지 않는 이론들로 인해 전전긍긍하고 있는 것이다.

다음 주에 발간될 새로운 책은 지구자기장의 문제점에 대해 한 챕터를 할애하고 있다. 그 책을 기대하라.



번역 - 미디어위원회

링크 - https://crev.info/2017/11/anomalies-planetary-magnetic-fields/ ,

출처 - CEH, 2017. 11. 17.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6730

참고 : 6538|6343|6342|6093|5537|5388|5075|5248|5693|5246|4475|5942|5404|5188|4316|4370|5325|4341|6517|6727|6478|6726|6169|6509|6473|6460|6398|6454|6261|6194|6068|5846|6368|6356



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