사이타마대학, 교토대학, 미야자키대학, 일본대학, 이화학연구소의 연구자들은 X선 천문위성에 의한 관측 데이터로부터 중간권·하부열권(고도 70~115km) 영역의 대기가 1년에 약 0.5 %의 속도로 수축하고 있음을 밝혔다.
온실가스의 영향에 의한 지구온난화에 따라 상공 20km 이상의 대기는 반대로 한랭화하여 결과적으로 수축할 것으로 생각된다.이러한 대기 수축의 이론은 반세기 이상 전부터 예상되어 왔지만, 중간권·하부 열권에 있어서의 실증에 관해서는, 이 영역을 안정적으로 주회하는 인공 위성이 존재하지 않기 때문에, 관측 데이터가 대부분 전무하다.
이러한 가운데 본 연구에서는 X선 천문위성의 천체관측데이터 중 천체를 관측하기 위해서는 본래 사용물이 되지 않는 지구대기호폐의 영향을 받은 관측데이터에 주목했다.천체로부터의 X선이 지구 대기의 영향을 받은 타이밍에서, X선 강도의 감쇠율을 조사하면, 대기 밀도를 측정할 수 있다고 한다.
이 방법을 이용하여 일미 5대의 X선 천문위성이 1994년부터 2022년에 걸쳐 취득한 관측 데이터로부터 과거로 거슬러 올라가고 대기 밀도의 장기 변동을 조사한 결과, 고도 70-115km 전역에서 대기 밀도는 시간이 지남에 따라 서서히 떨어지고 있으며, 28년간 약 15%의 저하로 나타났다.대기밀도의 저하는 상층의 얇은 밀도의 대기가 수축하여 낙하해 왔음을 의미하며, 바꿔 말하면, 고도 70-115km의 대기는 1년에 약 0.5%의 페이스로 희박화하고 있는 계산 된다.이 밀도 저하 페이스는 온실 가스의 증가를 고려한 최첨단 대기 시뮬레이션의 예측과 일치하는 것도 확인했다.
본 연구에서 개척한 수법은 향후 많은 X선 천문위성에서 적용할 수 있기 때문에 미래에 걸쳐 초고층 대기의 밀도를 모니터링하는데 도움이 된다.본 연구 성과는 지구 온난화에 대한 이해의 심화와 인공위성의 궤도와 라이프타임의 추정 정밀도 향상 등 사회와 경제활동에 기여할 것으로 기대된다고 한다.
