[천문학] 35. 외태양계와 그 너머의 탐사

외태양계와 그 너머의 탐사는 인류에게는 매혹적이고 지속적인 노력의 연속 이였습니다. 20세기 중반 우주 탐사가 시작된 이래로 우리는 태양계의 외부와 그 너머를 탐사하기 위해 수많은 탐사선과 우주선을 보냈습니다. 이 탐사는 토성의 고리에서 신비한 카이퍼 벨트에 이르기까지 많은 놀랍고 예상치 못한 사실을 밝혀냈고 과학적 연구와 발견을 위한 새로운 지평을 열었습니다.

 

 

 

 

 

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외태양계는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대 너머의 영역으로 정의되며 해왕성 궤도 너머의 얼음 천체 영역인 카이퍼 벨트까지 확장됩니다. 이 지역에는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 거대한 가스 행성과 혜성 및 소행성과 같은 수많은 위성과 더 작은 천체가 발견되고 있습니다.

 

태양계 외부를 탐사하는 최초의 임무이자 가장 성공적인 임무 중 하나는 1977년에 발사된 보이저 임무였습니다. 보이저 우주선은 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 지나며 우리에게 최초의 클로즈업된 이 행성과 위성에 대한 사진과 데이터를 보내 왔습니다.  이를테면, 보이저호는 목성 표면의 복잡하고 다채로운 구름 패턴, 토성의 고리와 위성, 천왕성의 기울어진 자기장, 바람에 휩싸인 푸른 행성인 해왕성을 공개했습니다. 

 

외부 태양계와 그 너머를 탐험하는 가장 흥미롭고 야심찬 임무 중 하나는 NASA의 Voyager Interstellar Mission입니다. 2012년에 시작된 이 임무는 heliopause로 알려진 우리 태양계의 경계를 연구하고 궁극적으로 성간 공간에 진입하는 것을 목표로 합니다. Voyager 우주선은 성간 매질을 연구할 수 있는 다양한 과학 장비를 갖추고 있으며 몇 년 동안 데이터를 계속해서 다시 보낼 것으로 예상됩니다.

 

우리 자신의 태양계를 넘어 외계 행성에 대한 연구는 최근 몇 년 동안 천문 연구의 주요 초점이 되었습니다. 외계 행성은 우리 태양 이외의 별을 공전하는 행성이며, 그행성의 발견은 이전에 알려지지 않았던 행성계의 놀라운 다양성을 드러냈습니다. 일부 외계 행성은 바위가 많고 지구와 비슷하지만 다른 외계 행성은 목성 또는 그보다 더 큰 거대 가스 행성입니다. 외계 행성에 대한 탐색은 또한 우리 태양계 너머에 거주 가능한 세계에 대한 가능성과 우주의 다른 곳에 생명체가 존재할 수 있는 가능성을 보여주었습니다.

  

외계행성을 찾는 것 외에도 천문학자들은 우주의 대규모 구조와 은하의 진화를 연구하고 있습니다. 우주는 빅뱅과 함께 시작된 것으로 생각되며 계속 확장되고 있습니다. 외부 태양계와 그 너머에 대한 탐사는 2006년 뉴 호라이즌스 임무의 시작과 함께 계속되었습니다. 우주선의 주요 임무는 명왕성과 표면과 환경을 연구하는 것입니다. 2015년 7월 뉴호라이즌스는 명왕성에 가장 근접해 명왕성의 표면 특징에 대한 상세한 이미지를 촬영하고 지표 아래 바다와 얇은 대기의 증거와 같은 여러 놀라운 사실을 발견했습니다.

 

뉴 호라이즌스는 명왕성 탐사에 성공한 후 해왕성 궤도 너머에 있는 왜소행성, 혜성, 소행성과 같은 얼음 물체가 있는 태양계 지역인 카이퍼 벨트로 여행을 계속했습니다. 2019년 1월 New Horizons는 Arrokoth라고도 알려진 Kuiper Belt 개체 2014 MU69를 비행하여 이 원시 물체에 대한 첫 번째 클로즈업 사진을 보냈습니다.

 

외부 태양계를 탐사해 온 또 다른 우주선은 NASA, 유럽 우주국(ESA) 및 이탈리아 우주국 간의 협력인 Cassini-Huygens 임무입니다. 이 임무는 1997년에 시작되어 2004년에 토성에 도착하여 행성과 위성을 연구하는 13년 임무를 시작했습니다.

 

임무를 수행하는 동안 카시니호는 토성의 대기에 대한 최초의 상세한 관측, 토성의 위성 엔셀라두스에서 간헐천 발견, 토성의 위성 타이탄에서 액체 탄화수소 호수와 바다 식별 등 여러 가지 중요한 발견을 했습니다.

 

2017년 9월, 카시니호는 토성의 대기로 마지막 충돌을 수행하여 행성의 대기와 내부에 대한 귀중한 데이터를 보내옴으로써 임무를 완수했습니다. 우주선이 불타는 마지막 까지 미래의 우주 생물학 임무에 관심을 가질 수 있는 토성의 위성에 잠재적으로 거주 가능한 환경을 오염시키지 않도록 했습니다.

 

외부 태양계를 탐사해 온 또 다른 임무는 2016년 목성에 도착한 주노 우주선입니다. 주노의 주요 임무는 행성의 형성과 진화를 이해하는 것을 목표로 목성의 자기장, 대기 및 내부 구조를 연구하는 것입니다.

 

주노가 발견한 주요 발견 중 하나는 사이클론과 강력한 오로라가 특징인 목성의 극지방 구조입니다. 주노는 또한 행성 대기 깊은 곳에 있는 암모니아의 존재를 포함하여 목성의 대기 구성에 대한 새로운 연구 자료를 제공했습니다.

 

또한 제임스 웹 우주 망원경은 지금까지 제작된 우주 망원경 중 가장 크고 가장 강력한 망원경이 될 것입니다. 망원경은 초기 우주, 은하의 형성, 외계 행성의 특성을 자세히 연구할 수 있어 천문학과 우주론에서 가장 근본적인 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다.

 

앞으로도 외 태양계와 그 너머의 탐사를 계속할 몇 가지 계획된 임무가 있습니다. 이러한 임무 중 하나는 2020년대에 발사될 예정인 유로파 클리퍼(Europa Clipper)로, 잠재적으로 생명을 품을 수 있는 지하 바다가 있는 것으로 여겨지는 목성의 위성 유로파를 연구할 것입니다.

 

 

 

전반적으로 외부 태양계와 그 너머의 탐사는 태양계와 우주 전체의 형성과 진화에 대한 귀중한 자료를 제공했습니다. 기술과 이해의 한계를 계속 확장함으로써 앞으로 수십 년 동안 우주의 더 많은 비밀을 밝히기를 희망할 수 있습니다.