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목성에서 새로운 지평
: 위성 이오, 유로파, 가니메데, 그리고 목성의 고리
(New Horizons at Jupiter)
Headlines

    명왕성(Pluto)을 향해 가고 있는 뉴 호라이즌스(New Horizons, 새로운 지평) 우주 탐사선은 지난 2007. 2. 28일 목성(Jupiter) 궤도를 지나가면서 많은 사진들을 보내왔다. 목성에 대한 과학적 발견들은 지난 주(12 October, 2007) Science 지에 11개의 논문들로 된 특집 이슈로 다루어졌다. 조안 베이커(Joanne Baker)는 서론적 논문에서 이렇게 말했다[1] : ”이 특별한 이슈에 관한 논문들은 우주탐사선이 목성 대기권에서 목격했던 번개와 오로라, 위성 이오(Io)에서의 화산 분출, 목성 자기권의 맥동, 전체 목성계를 둘러싸고 있는 전하를 띤 입자들의 덮개(cocoon) 등을 보고하고 있다.”     

1. 이오의 자기 특성(magnetic personality) : 특별한 관심의 대상이 되고 있는 것은 목성의 화산성 위성인 이오이다. 우주탐사선은 초기 갈릴레오 탐사(Galileo mission) 시에 보여졌던 극지방 화산들의 주요한 분출을 목격하였다.

위성 이오에 있는 트배쉬타(tvashtar) 화산의 분출 활동이 포착되었다. 이것은 화산 기둥의 동력학과 용암의 온도 측정을 가능하게 하였다. 이오의 화산들로부터 발생한 오염은 얼어붙은 표면 아래에 대양을 가지고 있을지도 모르는 목성의 얼음 위성 유로파(Europa)에까지 그 영향을 미치고 있었다. 이오의 화산 분출은 전체 목성계를 둘러싸고 있는 막대한 입자 구름(vast particle cloud) 안으로 특별히 황(sulfur)과 산소 이온들을 공급하고 있었는데, 이것은 목성의 강력한 자기장에 의해서 붙잡혀지고 있었다. 입자 구름은 목성 주변 태양풍(solar wind)의 영향에 의해서 태양으로부터 목성 뒤쪽으로 수십억 km 길이의 자기 그림자(magnetic shadow)를 드리우며 늘어나 있다. 이 자기 꼬리(magnetic tail)는 하나의 거대한 파이프처럼 작동하여, 목성계 바깥으로 전하를 띤 입자들을 초당 500kg 정도를 배수하고 있다.  

분명히 자기꼬리 아래로 잃어버리는 질량은 이오에서 만들어지는 것의 단지 절반이다. 또 다른 서론적 논문에서[2], 크루프(Norbert Krupp)는 이오는 초당 1톤 정도의 이산화황(sulfur dioxide) 입자들을 분출하고 있는 중이라고 말했다. ”이전에 수행된 모든 행성 탐사 데이터들에 의하면, 목성의 위성 이오는 목성 자기권의 구성과 동력학에 있어서 가장 중요한 역할을 수행하고 있음을 보여주고 있다”고 그는 외쳤다. 기억해야 할 것은 목성은 태양계의 어떠한 행성보다도 가장 큰 자기권을 가지고 있다는 것이다. 그런데 이 작은 위성이 그 책임의 많은 부분을 감당하고 있는 것이다. (picture) 

  
2. 위성 이오의 극지방 분출 : 스펜서(Spencer et al) 등은 또 다른 논문에서[3] 이오의 화산들에 대해서 기술했다 (picture). 트배쉬타(Tvashtar) 화산으로부터 350km 높이의 분출 기둥은 (picture) ”현저하게 시간에 따라 변화하는 필라멘트 구조(filamentary structures)”들을 포함하고 있었다(movie). 8일간의 관측(picture) 기간 동안에 계속 분출하고 있었던 트배쉬타 화산은 활동이 목격된 여러 활화산(active volcanoes)들(picture) 중의 단지 하나이다. 측정된 용암의 온도는 거의 2000℉ (1093℃)로서 화산 용암과 일치하며, 몇몇 갈릴레오 탐사시 관측으로부터 추론되었던 ”외부에서 유래된 고온의 마그마”에서 요구되는 온도가 아니라고 그들은 주장하였다. (갈릴레오 탐사 과학자들의 2002 요약 글과 비교하여 보라).  

3. 목성의 고리들 : 목성의 희미한 고리(Jupiter’s faint rings)들은 쇼월터(Showalter) 등이 보고한 논문의 주제였다.[4] 그들은 덩어리(clumps)들이 일부 새로운 희미한 고리들 내에 나타나있는 것에 놀랐다. 이들 덩어리들은 ”우리들의 이론적 이해에 도전하고 있다”고 그들은 말했다 (movie). 또 다른 수수께끼는 ”목성의 먼지 고리들은 묻혀있는 근원 천체들로부터 지속적으로 재보충 되고 있음에 틀림없다는 것이다.” 그러나 그들은 이전에 알려졌던 메티스(Metis)와 아드라스테아(Adrastea) 외에 목성 고리 시스템에 입자들을 공급하는 어떠한 새로운 작은 위성들을 발견할 수 없었다. 목성의 고리들은 갈릴레오(Galileo) 탐사선 이후 커다란 변화를 보여주었는데, 토성과 천왕성의 가장 얇은 고리들과 일치하는 하나의 패턴을 보여준다는 것이다. ”먼지 고리들의 일반적 부류(class)는 이전에 추정했었던 것보다 훨씬 더 동적이고 시간에 따라 변화하는(time-variable) 것일지도 모른다고 결론지었다. 이러한 시간에 따른 변화는 예외적인 것이 아닌 정상적인 것들로서 10-20년 정도의 시간 틀에서 변화될 수 있다는 것이다.”

4. 유로파의 첨가제 : 뉴 호라이즌스 호는 또한 유로파(Europa)와 가니메데(Ganymede)를 촬영하였는데[5], 그 사진들에 의하면 이오는 ”수천년의 시간 틀(thousand-year time scales)”에서 일찍이 관측된 몇몇 비얼음 물질들로 유로파를 뒤덮고 있는 중으로 나타난다(picture). ”유로파 위에 있는 젊은 크레이터인 프윌(Pwyll)은 다른 것들보다 덜 오염(less contamination)되었음을 보여주었다. 이것은 소금기 물질(salty material)들이 위성 외부에서 들어온다는 생각을 지지하는 것이다. 만약 그렇다면, 이것은 얼음 아래의 바다에 생명체가 있다면 살아가는 데에 방해가 될 정도로 그렇게 짜지 않을 수도 있다는 희망을 불러일으키고 있다 (09/17/2002). 그러나 만약 유로파가 그들이 말한 것처럼 ”활발한 재포장(active resurfacing)”을 진행하고 있는 중이라면, 이오로부터 날아와 축적된 소금은 수십억 년 이상 내부 바다를 오염시켰을 수도 있었다는 것이 설득력을 가질 수도 있을 것이다.

5. 가니메데의 충돌 표면 : 목성의 위성 가니메데(Ganymede)는 ”비교적 최근의 충돌들이 지표면 아래의 분명한 얼음들을 파헤쳐놓은 곳을 제외하고, 위성 전체에 분포하는 어두운 물질(dark material)들이 축적되고 있는 것으로 나타난다”는 것이다. 뉴 호라이즌스 우주탐사선은 이전의 초기 행성 탐사 시에는 나타나지 않았던 3 군데의 밝고 번쩍이는 운석공(craters)들을 관측했다.(picture)

뉴 호라이즌스 (New Horizons) 웹사이트를 방문하여, 목성 비행으로부터 얻어진 새로운 사진들을 (gallery of images) 살펴보라.

[1] Joanne Baker, 'Grand Tour,”  Science , 12 October 2007: Vol. 318. no. 5848, p. 215, DOI: 10.1126/science.318.5848.215.
[2] Norbert Krupp, 'New Surprises in the Largest Magnetosphere of Our Solar System,”  Science , 12 October 2007: Vol. 318. no. 5848, pp. 216-217, DOI: 10.1126/science.1150448.
[3] Spencer et al, 'Io Volcanism Seen by New Horizons: A Major Eruption of the Tvashtar Volcano,” Science , 12 October 2007: Vol. 318. no. 5848, pp. 240-243, DOI: 10.1126/science.1147621.
[4] Showalter et al, 'Clump Detections and Limits on Moons in Jupiter’s Ring System,” Science , 12 October 2007: Vol. 318. no. 5848, pp. 232-234, DOI: 10.1126/science.1147647.
[5] Grundy et al, 'New Horizons Mapping of Europa and Ganymede,”  Science , 12 October 2007: Vol. 318. no. 5848, pp. 234-237, DOI: 10.1126/science.1147623.

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여기서 우리는 이들 짧은 수명의 현상(short-lived phenomena)들이 어떻게 45억년 동안 유지될 수 있었는지를 설명해보고자 하는 그 어떠한 과학자도 발견할 수 없었다. 그들은 이러한 현상들을 ”극적인(dramatic)” 것들로 부르고 있었다. 뉴 호라이즌스 탐사선은 1979년 보이저(Voyagers) 호에 의해서 최초로 관측된 목성계의 동적이고 활동적인 모습이 하나의 요행이 아니었음을 보여주었다. 화산 분출, 고리의 침식, 활발한 지표 재포장 등은 지난 28년 동안 약해지지 않고 계속되어 왔다. 이들 젊은 연대를 가리키는 증거들은 얼마나 뒤로 확장될 수 있을까? 이들 현상들은 거의 모두 처음 발견되었을 때, 완전한 놀라움 그 자체였다는 것을 기억하라. 수십억 년의 태양계 나이를 믿고 있는 사람들에게 그러한 현상들은 전혀 예측하지 못했던 것들이다. 그리고 지금까지도 그것들을 설명하지 못하고 있다. 몇몇 열린 마음의 연구자들이 수십억 년이라는 고정된 틀을 벗어나, 이러한 데이터들을 수집하여 새로운 모델을 수립하여야 할 것이다. 행성 과학(planetary science) 분야에서 새로운 지평(new horizons)이 요구되고 있다.

 

*참조 : 3개 화산 동시 폭발, 목성 위성의 300km 높이 화산폭발 장면 (2007. 3. 15. 조선일보)
http://photo.chosun.com/site/data/html_dir/2007/03/15/2007031500590.html

초대형 우주 화산…용암이 초록색? 설마…(2013. 9. 6. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20130906/57503849/2

초대형 우주 화산, 분출 높이가 400km, ‘지구였다면 재앙 수준’ (2013. 9. 5. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20130905/57482871/1

초대형 우주화산 - 목성의 위성 이오의 엄청난 화산분출 - 다음 TV팟 (동영상)
http://tvpot.daum.net/v/v33afZTxdd1qEmmR1oRVRfd

목성의 달 ‘이오’서 초대형 화산 폭발 포착 (2014. 8. 5. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140805601009

토성 위성 엔셀라두스 ‘101개 간헐천’ 포착 (2014. 7. 29. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140729601008

명왕성 위성 카론에 고대 ‘지하 바다’ 존재 가능성 (2016. 2. 19. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160219601013

목성 위성(가니메데)에 지하 바다 발견…지구 바다 수심의 10배 (2015. 3. 13. YTN)
https://www.youtube.com/watch?v=pxUvziDG5Fg

목성 위성 '유로파'에 정말 생명체 있을까? (2015. 7. 6. YTN)
https://www.youtube.com/watch?v=vubzTXfFyYw

목성 위성 유로파에서 200km 높이 물기둥 관측 (2013. 12. 13. SBS News)
http://news.sbs.co.kr/section_news/news_read.jsp?news_id=N1002130934

수증기 내뿜는 소행성 '이게 말이돼?'...신비로워 (2014. 1. 24. 한국일보)
http://news.hankooki.com/lpage/it_tech/201401/h20140124161023122300.htm

출처 : Creation-Evolution Headlines, 2007.10. 15.
URL : http://www.creationsafaris.com/crev200710.htm
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 태양계 뉴스 1 (The Daily Planet)
2. 태양계 뉴스 2 (Solar System News)
3. 빅뱅을 제거하고 하나님의 우주를 재발견하자. (Dismantle the big bang and rediscover God’s universe)
4. 혜성에 대한 고뇌! : 뉴스 보도는 이면의 악화를 숨기고 있다. (Comet Woes: News Reports Hide Backroom Exasperation)
5. 달에 있는 유령 크레이터들 : 달 토끼가 우리에게 말하고 있는 것은? (Ghost Craters in the Sky)
6. 수성의 자기장 (Mecury's Magnetic Field)
7. 목성형 행성들의 나이 (The age of the jovian planets)
8. 수명이 짧고 젊은 토성의 고리 (Saturn‘s Rings? Short-Lived and Young)
9. 카시니는 토성의 E 고리에서 폭발을 관측했다 (Cassini Watches Explosion in Saturn's E Ring)
10. “경이로운 수수께끼” : 엔셀라두스의 남극 표면은 1,000년 보다 더 젊다. (“Marvelous Puzzle: : Enceladus' South Pole Surface Less Than 1,000 Years Old)
11. 카메라에 잡힌 엔셀라두스의 분출 : 토성의 작은 얼음 위성이 수십억 년 동안 분출 활동을? (Enceladus Eruptions Caught On Camera)
12. 무엇이 엔셀라두스의 얼음을 녹이고 있는가? : 토성의 위성들은 진화론의 연대를 거부한다 (What is Melting the Ice on Enceladus?)
13. 타이탄이 아직도 대기를 가지고 있는 이유는? (Why Does Titan Still Have an Atmosphere?)
14. 비행접시가 타이탄에 착륙하다 (Flying Saucer Lands on Titan)
15. 이오의 화산들은 오래된 연대에 문제를 제기한다 Io's Volcanoes Spell Trouble for Long Age Estimates
16. 갑자기 훨씬 더 젊어진 행성들과 위성들 : 운석 충돌에 의한 크레이터들은 대부분 이차성이었다. (Planets and Moons Suddenly Got Much Younger)
17. 혜성들 : 불길한 징조인가, 젊은 우주의 지표인가? (Comets - portents of doom or indicators of youth?)
18. ‘오르트 혜성 구름’의 많은 문제점들
(More problems for the ‘Oort comet cloud’)
19. 저장소에 충분하지 않은 혜성들 (Not Enough Comets in the Cupboard)
20. 단주기 혜성 '문제' (Kuiper Belt Objects: solution to short-period comets?)
21. 젊은 혜성들과 작은 혜성들 (Young Comets and Small Comets)
22. 혜성들은 빠르게 사라진다 (Comets Fizzle Fast)
23. 스타더스트는 혜성 먼지에서 불에 탄 암석을 발견하였다 (Stardust Finds Burnt Rock in Comet Dust)
24. 태양계 밖 행성들은 우리의 태양계가 독특하고 젊음을 암시한다. (Extrasolar planets suggest our solar system is unique and young)
25. 부서지고 있는 혜성을 보라. (See Comet Crumble)
26. 지구가 젊다는 추가 단서들 (More Clues That the Earth is Young)
27. 뜨거워지고 있는 엔셀라두스 문제 : 젊은 태양계를 증거하는 토성의 한 작은 위성 (The Enceladus Problem Heats Up)
28. 이웃 위성들에 얼음을 뿌리고 있는 엔셀라두스 (Enceladus Spray-Paints Its Neighbors' Yard)
29. 엔셀라두스에서 날아온 토성 E-고리의 산소 기포 (Saturn E-Ring Oxygen Bubble Blown by Enceladus)
30. 엔셀라두스 : 차갑고 젊은 위성 (Enceladus : A Cold, Youthful Moon)
31. 타이탄 대 수십억 년 (Titan vs. Billions of Years)
32. 타이탄은 최근에 얼음을 분출했었다. (Titan May Have Erupted Ice Recently)
33. 달의 가스 분출은 최근의 지질활동을 가리킨다. : 젊은 달의 또 다른 증거 (Moon Gas Indicates Recent Geologic Activity)
34. 달의 후퇴율 : 그것은 젊은 우주를 지지하는가? (Lunar recession: does it support a young universe?)
35. 달은 정말로 오래 되었는가? : 달의 후퇴율로 추정해 본 달의 나이 (Is the moon really old?)
36. 달의 기원에 대한 ‘거대 충돌’ 가설의 문제점들 (Problems for 'giant impact' origin of moon)
37. 화성에 물이 흐른 협곡과 새로운 운석 충돌 크레이터들의 발견 (Mars Waterpark a Booming Place)
38. 운석공에 의한 연대측정의 위기 (Crisis in Crater Count Dating)
39. 토성의 위성들은 도처에서 분출하고 있었다. : 분출 활동을 하고 있는 테티스와 디오네 (Satan's Moons Are Bustin' Out All Over)
40. 위성 열병은 태양계 외곽으로 확산되고 있다. : 카이퍼 벨트의 소행성은 아직도 내부 열을 가지고 있었다. (The Hot Moon Epidemic Spreads to the Suburbs)
41. 연성 소행성 : 오래된 연대에 대한 무서운 도전 (Binary Asteroid 'Formidable Challenge to Theory')
42. 태양계의 수성 기원에 대한 증거 (Evidence of a watery origin for the solar system)
43. 한 혜성 이야기 : 슈바스만-바흐만 3 혜성의 붕괴가 말하고 있는 것은? (A Comet's Tale)
44. 수성의 나이를 수십억 년으로 유지하기 위한 비틀기 (Tweaking Mercury to Keep it Old)
45. 젊은 나이로 보이는 이아페투스와 카론 (Iapetus, Charon Look Young for Their Age)
46. 금성에서 동일과정설은 거부된다. (Venus vs. Uniformitarianism)
47. 젊은 세계에 대한 증거들 (Evidence for a Young World)
48. 우주의 나이 (The Age Of The Universe)
49. 진화론자들은 우주의 나이를 얼마라고 말하는가? : 구상성단과 시간 (How Old Do Evolutionists Say The Universe Is?)
50. 빅뱅설로는 너무 나이가 많은 젊은 은하들 (Young galaxies too old for the big bang)
51. 우주의 베이비 붐은 베이비 폭발이 되고 있다. : 성숙한 은하들이 우주의 초기 시점부터 발견되고 있다. (Cosmic Baby Boom Becomes Baby Explosion)
52. 오래된 모습의 ‘초기’ 은하들 (‘Early’ galaxies don't fit! : Seeing the distant past?)
53. 즉석 은하? : 초기 우주에서 발견된 성숙한 은하들 (Instant Galaxies?)
54. 은하 게임 (Galaxy games)
55. 허블 망원경은 구상성단에서 별-형성 가정을 폭발시켜 버렸다. (Hubble Explodes Star-Formation Assumption in Globular Clusters)
56. 젊은 우주의 새로운 증거들에 대해서 (For Evidences of Cosmic Youth)
57. 잘못 평가되었던 초신성들의 연대 (Supernova Shell Shock)
58. 빠르게 사라지는 독수리 성운의 ‘창조의 기둥’ : 파괴율에 대한 평가는 0.1% 정확도였다. (Stardate : Destruction Estimate Was 0.1% Correct)
59. 허블의 법칙 : 허블상수와 오래된 우주의 나이 (The Hubble Law)
60. 나선은하는 우주론적으로 짧은 시간 안에 흐릿해지도록 감겨지고 있다 (Spiral Galaxies Wind Up Into Blurs In Short Cosmological Time)
61. 초신성 잔해들은 모두 어디로 갔는가? (Where Have All the Remnants Gone?)
62. 생각했던 것보다 80%나 젊어진 초신성 (Supernova 80% Younger Than Thought)
63. 별빛과 시간 1 (Starlight and Time)
64. 별빛과 시간 2 (Starlight and Time)
65. 성경의 내용이 서로 모순될 수 있을까? 4. 성경을 어떻게 읽고 적용할 것인가? - II. 주제연구 (2)
66. 수십억 광년 떨어진 별빛을 보기 때문에, 우주의 나이는 수십억 년 된 것이 아닌가?
67. 씨앗 우주 창조론 - 창조와 시간의 해답을 찾아서
68. 은하들에 진화계통수는 없다. (No Evolutionary Tree for Galaxies)
69. 우주의 나이만큼 오래된 별들이 발견되었다. (Stars Found Almost as Old as Universe)
70. 연결되어 있는 은하-퀘이사는 우주론적 설명을 거부한다. : 서로 다른 적색편이를 보이는 두 천체가 연결되었다? (Galaxy-quasar ‘connection’ defies explanation)
71. 바이-바이 빅뱅? : 진화론적 천문학에서 풀리지 않는 수수께끼, 적색편이 (Bye-Bye, Big Bang?)
72. 빅뱅의 예상은 실패했다 : 그 이론은 곤경에 빠져있는가? (Big Bang Fails Prediction: Is the Theory in Trouble?)
73. 출생 시부터 성숙한 은하 : 우주는 진화론을 거부한다. (Mature at Birth : Universe Discredits Evolution)
74. 은하수를 닮은 초기 우주의 거대 나선 은하 (Early Large Spiral Galaxy Resembles Milky Ways)
75. 급팽창 빅뱅 이론이 사실로 밝혀졌는가? (Inflation : Cosmic, Comic, or Cosmetic?)
76. 시작을 가지고 있는 우주 (A Universe with a Beginning)
77. 은하들의 “물결” - 빅뱅의 또 다른 타격 (“Ripples” of galaxies - another blow to the big bang)
78. 세속적 과학자들도 빅뱅 이론을 거부하고 있다. (Secular scientists blast the big bang)
79. 우주론의 최근 역사 (Recent History of Cosmological Theories)
80. 현대의 항성 이론(stellar theories)을 만든 세 사람
81. 우주 중심에 대한 논쟁 (The Battle for the Cosmic Center)
82. 별빛-거리 문제 (The Light-Distance Problem)
83. 빅뱅설의 커다란 문제점들 : 별빛과 시간, 그리고 블랙홀과 화이트홀 (Big Problems With The Big Bang)
84. 빛의 여행 시간 : 빅뱅의 걸림돌 (Light-travel time: a problem for the big bang)
85. 관측된 역사적 초신성들의 메아리 (Echoes of Historic Supernovae Observed)
86. 암흑물질은 유행이 지나가고 있는가? (Is Dark Matter Going Out of Style?)
87. 천문학 칼럼니스트가 자연주의 대 지성을 다루다 (Astronomy Columnist Tackles Naturalism vs. Intelligence)
88. 우리는 이 은하들이 그렇게 크고 빠르게 자랐던 이유를 모른다. (We have no idea why these galaxies grew so large so soon)
89. 우주에 거대한 구멍? 슈퍼 보이드는 빅뱅 이론의 기초 가정을 뒤흔들고 있다. (Is the Universe Hole-y?)
90. 우주 별들의 형성 : 우아한 이론들이 틀렸을 때 (Cosmic Star Formation : When Elegant Theories Wrong)
91. 뜨거운 용암을 분출하고 있는 이오(Io) : 수십억 년의 연대를 거부하는 한 작은 목성의 위성 (Spewing Hot Rocks on Old Ideas)
92. 목성은 거대한 무게에 빠르게 도달했다. (Baby Jupiter’s Huge Weight Gain)
93. 목성 - 행성들의 왕 그리고 우리 창조주에 대한 증거 (Jupiter : King of the planets and testament to our Creator)
94. 목성의 위성 이오에서 마그마의 바다가 발견되었다. : 이 추운 곳에 뜨거운 열이 아직도 존재하는 이유는? (Despite 'Magma Ocean' Discovery, Io's Volcanic Heat Remains a Mystery)
95. 목성의 위성 유로파도 물 기둥을 분출하고 있었다. : 젊은 태양계를 가리키는 또 하나의 증거. (Europa Joins the Geyser Club)
96. 태양계 행성들에서 밝혀진 새로운 사실들 2 : 목성, 토성, 위성들, 혜성들은 젊은 연대와 창조를 가리킨다.
97. 맹렬하게 화산을 분출하고 있는 목성의 위성 이오는 수십억 년의 태양계 나이를 거부한다. (The violent volcanoes of Io)
98. 목성의 위성 '가니메데'에 소금물의 지하 바다가 존재한다. : 그러나 연대 문제는 언급되지 않고 있었다. (Water Worlds Tempt with Life, Not Youth)
99. 주노는 ‘완전히 새로운 목성’을 발견했다. : 목성에 대한 기존의 예측들을 완전히 틀렸다! (Juno Finds a ‘Whole New Jupiter’)
 
 
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