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.

논문 정보:【Journal of Geophysical Research: Space Physics】Long-Term Density Trend in the Mesosphere and Lower Thermosphere from Occultations of the Crab Nebula with X-Ray Astronomy Satellites