태양계 다른 행성에서도 번개가치는걸 보면서 드는 생각은, 전기속도가 진공과 대기중 에서 속도차가 있는가요?

Question

우주 영상을 보면서

태양계의 다른 행성

특히 암석형을 벗어난 외부 가스형 행성에서도

번개현상이 있다고 하던데요.

문득 드는 생각은

지구같으면

대기 중에서 상부 수증기가 있는 구름내에서 번개가 발생한다고 알 고있는데

외계행성이라면 물론 지구와 다른 대기성분일테지만

기분상 진공이라는 착각을 하게 되는데요

그럼 전기라는 것이 지구같은 대기에서 전달되는 속도와

외계의 진공상태같은 곳에서 잔달되는 속도는

동일한가요? 아니면

다른 메커니즘으로 속도가 다른가요?

Answer 1

전기는 지공에선 전류의 형태로 흐르지 못하며 대기에선 방전형태로 이동하기에 속도와 전달방식이 다르다고 할수 있껬네요. 전기는 전하의 흐름이며 전기장의 전파는 전자기파이며 번개는 절연이 무너져 전기가 공기중으로 튀는 현상입니다. 전기장은 진공에서도 전파가 가능하고 빛의 속도인 약 30만km/s로 움직이죠. 단 전하의 흐름 자체는 진공에서는 성립하지 않게 되는데 대신 전자빔, 플라즈마, 입자 가속기 등에서 전자 자체를 진공에서 가속시킬수는 있다고 알려져 있습니다. 공기나 다른 가스는 절연체이지만 일정 전압이 넘게 된다면 절연이 깨지고 방저 통로가 생기고 번개는 전리된 통로를 따라 전류가 흐르며 이동하게 되죠. 번개가 공기중에서 전파되는 속도는 빛의 속도와 가깝지만번개의 전파 속도는 초속 수만~수십만m/s수준이 됩니다. 가스형행성인 목성, 토성, 해왕성 등은 극심한 번개현상이 나타나는것으로 알려져 있는데 이들의 대기인 메탄, 암모니아, 수소 등이 절연체 역할을 하며 방전이 이루어지는 것이죠. 번개는 플라즈마 통로를 단계적으로 만들어가며 전파되고 이 전파는 단순한 전자기파가 퍼지는 것과 다르게 계단식으로 이루어지게 되고 실제 방전 경로가 형성되기까지 여러번 시도 되기에 속도가 제한됩니다.