리서치 하이라이트

고온 플라즈마 면에서 발견된 차가운 이온

Nature 422, 6932

1992년 7월에 궤도에 올려진 지오테일 인공위성(GEOTAIL satellite)은 광범위한 거리에 걸쳐있는 지자기 꼬리(magnetotail)를 통과하도록 디자인 되었다. 지자기 꼬리는 지구의 그림자에 의해서 보호된 태양풍 영역이지만, 지구 자기장의 영향을 여전히 받고 있다. 최근 우연히 발견된 한 현상으로부터 놀라운 사실이 밝혀졌다. 대부분의 인공 위성들은 에너지를 얻기 위해서 최대한 많은 양의 햇빛을 모은다. 어두운 곳에서는 우주선(spacefraft)이 음전기로 대전 되며, 이러한 상태에서 그늘을 찾는 지오테일 인공위성(GEOTAIL satellite)은 지자기 꼬리에 있는 고밀도 플라즈마 층인 플라즈마 면(plasma sheet)에서 차가운 이온(cold ion)의 존재를 찾아낼 수 있었다. 차가운 양성 이온(cold positive ion)은 항상 존재하고 있지만, 음성적으로 대전 된 우주선의 민감한 감지 장치에 의해서만 탐지할 수 있다. 우주에 존재하는 대부분의 가시 물질들은 ‘제 4 상태’라고 알려져 있는 이온 및 전자의 고 에너지 혼합물인 플라즈마 상태로 존재하고 있다. 저온 이온이 열 중성자화 된 고온 이온과 함께 존재하는 사실이 밝혀짐으로써 이와 같은 중요한 형태의 물질 특성에 대한 의문이 제기되었다.