| 지구 자기권 방사선의 가속과정 확인 | ||
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 중국과학기술대학 왕위밍(汪毓明) 교수 연구팀은 지구 자기권 밴앨런대(Van Allen Radiation Belt)의 상대론적 전자 가속 분야에서 새로운 성과를 확보하였다. 이 연구팀의 쑤전펑(蘇振鵬) 교수는 창사(長沙)이공대학, 베이징(北京)대학 및 미국의 여러개 연구기관의 과학자들과 공동으로 미국항공우주국(NASA)의 밴 앨런 탐측기로 측정한 고해상도 데이터를 이용하여 최초로 전지구 범위 내에서 초저주파가 방사선대의 상대론적 전자에 대한 반지름 방향 확산 가속 과정을 확인하였다. 해당 연구 성과는 2015년 12월 22일의 “Nature Communications”에 게재되었다. 밴 앨런대는 근지구 공간에서 지구 주위를 둘러싸고 있는 2층으로 된 거대 “타이어형” 고에너지 입자 복사층을 말한다. 외층 방사선대에는 에너지가 ~MeV인 상대론적 전자가 포함되어 있고, 지구의 중심으로부터 3~8개의 지구 반지름에 해당되는 거리와 떨어진 광활한 공간 영역에 분포되어 있다. 해당 상대론적 전자는 일반적으로 태양 활동의 영향으로 격렬한 변화가 발생되며, 궤도상의 항공우주 시스템(군사, 네비게이션, 통신 및 기상 위성 등을 포함)에 대하여 막대한 위협을 가져다 준다. 그러므로 방사선대 상대론적 전자의 형성 메커니즘을 연구하는 것은 중요한 과학적 및 현실적 의미가 있다. 방사선대 상대론적 전자의 형성 메커니즘은 주로 초저주파(mHz)가 구동하는 반지름 방향 확산과 극저 주파(kHz) 합성 음파가 구동하는 국부적 확산 등 2가지가 있다. 기존의 연구에서 고해상도 관측 데이터가 부족하고 또한 지자기 폭풍 기간에 국한되었으며, 그리고 극저 주파수 합성 음파가 방사선대의 상대론적 전자에 대한 가속 작용을 중요시하였으므로 초저주파의 가능한 가속 효과를 정확하게 평가할 수 없었다. 연구팀은 밴 앨런 탐측기가 제공하는 고해상도 데이터를 이용하여 지자기 폭풍 기간이 아닌 경우의 방사선대 전자 변화 과정을 연구하였다. 연구 결과, 극저 주파수 합성 음파가 존재하지 않는 조건에서 초저주파는 상대론적 전자 플럭스를 주기적으로 조절하며, 10시간 내에 외층 방사선대 내의 경계선을 지구 방향에 따라 0.3~0.8배의 지구 반지름으로 이동시켜 상대론적 전자의 플럭스를 1개 수량급으로 증가시킨다는 것을 입증하였다. 해당 연구 성과는 초저주파가 방사선대 상대론적 전자의 반지름 방향 확산을 가속화시킨다는 직접적인 근거를 제공하였으며, 방사선대의 동역학적 거동 이해, 근지구 공간의 기후환경 예보 및 항공우주 안전 보장에 대하여 중요한 의미가 있다. 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201512/t20151228_4503803.shtml |
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