목성의 번개는 지구와 같은 방식으로 일그러진다

번개는 지구 하늘의 볼트와 유사한 리듬으로 목성의 뇌운(그림)을 통과하여 굉음을 냅니다.

Gerald Eichstädt, MSSS, SwRI, JPL-Caltech/NASA

작성자: 닉 오가사

2023년 5월 23일 오전 11시

목성에서는 번개가 지구에서와 마찬가지로 많이 흔들리고 흔들립니다.

목성의 번개는 일반적으로 약 1밀리초 간격으로 분리되는 전파 펄스를 방출한다고 연구원들은 5월 23일 Nature Communications에 보고했습니다. 과학자들은 에너지 넘치는 프레스티시모는 가스 거인의 번개가 우리 행성의 뇌운을 통과하는 볼트의 속도와 비슷한 속도로 펄스로 전파된다는 신호라고 말합니다. 두 세계의 전기 현상 사이의 유사성은 외계 생명체 탐색에 영향을 미칠 수 있습니다.

두 세계의 번개 호는 바람에 휩싸인 등산객이 산을 오르는 것처럼 보이며, 숨을 쉬기 위해 한 걸음 한 걸음 멈춘다고 프라하 체코 과학 아카데미의 대기 물리학자인 Ivana Kolmašová는 말합니다. "한 걸음, 또 한 걸음, 또 다른 걸음… 등등."

여기 지구에서는 뇌운 내의 난류로 인해 많은 얼음 결정과 물방울이 서로 마찰되어 전하를 띠고 구름의 반대편으로 이동하여 점차적으로 정전기를 생성하면서 번개가 형성됩니다. 전하가 공기의 절연 능력을 극복할 만큼 커지면 전자가 방출됩니다. 즉, 번개가 첫 걸음을 내딛습니다. 거기에서 급증하는 전자는 반복적으로 공기를 이온화하고 공기 속으로 돌진하여 초당 평균 수십만 미터의 속도로 볼트를 앞으로 끌어당깁니다.

과학자들은 목성 구름에서 관찰되는 슈퍼볼트가 얼음 결정과 물방울 사이의 충돌에 의해 형성될 수도 있다고 제안했습니다(SN: 8/5/20). 그러나 외계인의 볼트가 지구에서처럼 점진적으로 확장되고 분기되는지, 아니면 다른 형태를 취하는지 아는 사람은 아무도 없었습니다.

새로운 연구를 위해 Kolmašová와 그녀의 동료들은 NASA의 Juno 우주선(SN: 12/15/22)에서 수집한 5년간의 전파 데이터를 사용했습니다. 수십만 장의 전파 스냅샷을 분석한 결과, 팀은 목성 번개에서 방출되는 전파 방출이 지구의 구름 내 번개와 비슷한 속도로 펄스하는 것처럼 보이는 것을 발견했습니다. 즉, 땅에 닿지 않는 전기 호입니다.

볼트가 지구의 구름에서와 비슷한 속도로 목성의 물 구름을 통해 확장된다면 목성의 번개는 수백에서 수천 미터 길이의 단계로 분기되고 확장될 수 있습니다. 이는 지구의 구름 내 번개의 충격적인 보폭과 길이가 비슷하다고 연구원들은 말합니다.

이번 연구에 참여하지 않은 소코로 소재 뉴멕시코 광업기술연구소의 대기물리학자 리차드 소넨펠트는 "이것은 아주 합리적인 설명이다"라고 말했다. 또는 새로운 볼트의 정지 및 이동 전진이 아니라 이미 형성된 번개의 덩굴손을 따라 앞뒤로 전파되는 전류 펄스로 신호가 생성될 수 있다고 그는 말합니다. 지구상에서는 이러한 전류로 인해 일부 볼트가 깜박이는 것처럼 보입니다.

그러나 멈춰서 가는 것은 건전한 해석처럼 보인다고 이스라엘 헤르츨리야에 있는 라이히만 대학의 대기 물리학자 요아브 야이르는 말합니다. Kolmašová와 그녀의 동료들은 "구름을 방출하는 경우 … 물리학은 기본적으로 [지구와 목성에서] 동일하게 유지되며 전류도 동일하게 행동할 것임을 보여줍니다."

그 보편성이 현실이라면 다른 곳에서 생명을 찾는 데 영향을 미칠 수 있습니다. 실험에 따르면 지구상의 번개가 생명의 구성 요소를 형성하는 데 필요한 일부 화학 성분을 녹일 수 있음이 나타났습니다(SN: 3/16/21). 외계 세계에서 번개가 비슷한 방식으로 방전된다면, 그 장소에서도 비슷한 성분을 생산할 수 있다고 Yair는 말합니다.

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I. Kolmašová 등. 목성의 번개는 지구의 구름 내 번개와 비슷한 리듬으로 맥동합니다. 네이처커뮤니케이션즈. Vol. 2023년 5월 23일 14. doi: 10.1038/s41467-023-38351-6.