지구의 지자기를 관측하고 있는 유럽 우주국(ESA)의 인공 위성 SWARM이 지구의 전리층에서 발생하는 초음속 플라즈마 제트류의 존재를 뒷받침하는 내용의 관측에 성공했다고 한다. 이 플라즈마 제트류는 지구 대기권의 상부에 존재하는 대기의 온도를 최대 1만도까지 가열하는 작용이 있다.
이 연구 결과는 캐나다에서 개최 된 "Swarm Science Meeting"에서 캘거리 대학 연구팀에 의해 발표 된 것. 연구팀은 3기의 위성으로 구성된 SWARM을 이용하여, 대기권 상층에서 발생하는 것으로 되어 있는 거대한 막 모양의 전류 계층의 관측에 성공했다. 이 전류는 최대 1 테라와트의 전력을 상부 층으로 이동시키는 기능이 있다는 것으로, 이는 폭염에 휩싸여 전력 소비량이 최대 인 뉴욕 일대에서 소비되는 전력의 30배에 달하는 규모라고 한다.
이 영역에, 태양풍과 지구의 지자기를 원인으로하는 큰 전류가 존재하는 것은 100년 전 노르웨이 물리학자 크리스찬 비루케란도에 의해 예언되었었다. 비루케란도는 1913년에 우주가 빠른 전자와 이온으로 채워진 것으로 예측하고 있으며, 1970년이 되면 인공위성을 이용한 직접 관측에 의해, 이 전류 "비루케란도 전류"의 존재가 확인되었다.
그리고 이번의 SWARM을 이용한 관측에 따르면, 이 비루케란도 전류는 지구가 가진 거대한 전계에 관련있는 것이 확실시되고 있다라는 것. 캘거리 대학의 빌 아처 씨는 "SWARM에 의한 관측 데이터를 사용하여, 우리는 이 강한 전류가 초음속 플라즈마 제트 류를 만들어내고 있는 것을 발견했다"고 말했다는 것이다.
아처 씨에 따르면, 이 플라즈마 제트류는 전리층의 온도를 최고 섭씨 1만도까지 상승시켜 화학 조성을 변화시키는 기능이 있다고 한다. 또한 이를 통해 전리층에 상승 류가 태어나 우주에서 에너지를 받는 것으로 대기권 물질이 우주로 방출되는 것으로도 연결되어 있다고 한다.
마찬가지로 캘거리 대학의 데이비드 쿠누도센 씨는 "이 발견은 "전위"에 관한 지식을 우리에게 제공, 지자기 및 전리층에 의해 만들어지는 비루케란도 전류에 대한 이해가 깊어진다"라고 발견의 의의에 대해 말하고 있다.
SWARM은 2013년에 발사 된 3기의 인공위성으로 이루어진 관측 시스템으로, 고도 469km와 530km의 지구 궤도를 돌며 관측을 실시하고 있다. SWARM에는 지자기를 측정하는 센서 외에 전계를 측정하는 장비가 탑재되어 있으며, 플라즈마의 밀도와 드리프트 속도를 측정할 수 있다.
SWARM은 지구 내부에서 태어난 지자기와 대기권 상층의 자기권과 플라즈마의 관련성을 이해하는 관측을 가능하게 하는 인공위성. 앞으로 어떤 발견이 SWARM에 의해 실현되는지 흥미로울 따름이다.