환상적인 '태양 플레어' 알고 보면 지구 방해꾼?
환상적인 '태양 플레어' 알고 보면 지구 방해꾼?
  • 함예솔
  • 승인 2019.01.29 16:00
  • 조회수 1175
  • 댓글 0
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태양 플레어의 수명 주기를 포착해 3D로 표현한 스냅사진입니다. 격렬한 폭발로 변하는 온도는 강렬한 색들을 이용해 나타냈습니다. 호기심을 자극하는, 이 짤막한 스냅사진 속에서 태양 플레어는 마치 춤을 추는 듯, 폭발적인 에너지가 갑자기 눈부시게 타오르며 식물의 덩굴손처럼 자기장 선을 따라 급증했다가 마침내 가라앉습니다. 

 

과학자들이 태양 기후에 따라 발생하는 플레어를 예측하기 위한 모델링을 이용해 만든 자료입니다. <Nature Astronomy>에 개제된 새로운 연구에 따르면, 과학자들은 이번 모델링을 바탕으로 향후 이러한 영상을 실시간으로, 정확하게 만들어낼 수 있을 것이라고 합니다.


태양 플레어란?

 

태양 플레어. 출처: NASA
태양 플레어. 출처: NASA

태양 플레어는 태양 대기에서 발생하는 격렬한 폭발입니다. 수소 폭탄 수 천 만개에 해당 할 만큼, 우리 태양계에서 가장 강력한 폭발이라고 할 수 있습니다. 태양 플레어는 주로 흑점 주변에서 발생하는데, 이는 흑점이 다른 부분보다 온도가 낮고, 자기장이 강하기 때문으로 보입니다.

 

태양 플레어는 플라스마를 수천만 켈빈까지 가열하며 전자, 양성자 및 무거운 이온을 광속에 가깝게 가열한다고 합니다. 긴 파장의 전파에서부터 파장이 가장 짧은 감마선까지 모든 파장의 전자기파 스펙트럼을 넘나드는 전자기 복사를 만들어 냅니다. 플레어는 에너지가 축적됐다가 갑작스럽게 태양 표면으로 방출될 때 만들어집니다.

 

모델링으로 플레어 만들기

 

과학자들은 태양 시뮬레이션을 만들었고, 태양 구성 성분을 휘저어 보며 이 모델에서 플레어를 생성하는지 알아봤습니다. 연구팀은 플레어가 만들어질 때부터 소멸할 때까지의 과정을 모델링하기 위해 태양 플레어를 형성하는 태양의 모든 영역 내의 에너지를 계산해야 했습니다.

 

이 모델링의 데이터를 살펴보면, 플레어는 태양의 표면 아래 10,000km 지점에서부터 만들어집니다. 태양 표면 위 40,000km의 코로나까지 확장됩니다. 참고로 코로나는 태양의 가장 바깥쪽 대기로, 태양 반지름의 몇 배나 되는 구역에 걸쳐 희게 빛나는 부분입니다. 

 

눈부셔. 태양~ 출처: ESA/NASA/SOHO
눈부셔. 태양~ 출처: ESA/NASA/SOHO

이번 연구의 공동 저자이자 국립대기과학연구소 수석연구원인 Matthias Rempel은 "우리의 모델은 에너지가 축적돼 표면에 플레어가 나타나는 것에서부터 코로나까지 확장돼 코로나에 에너지를 공급하고, 플레어에서 에너지가 방출되는 것까지의 모든 과정을 포착할 수 있었다"고 전했습니다.  

 

태양 플레어, 지구에 어떤 영향?

 

태양 플레어 강력해.. 지구에도 영향.. 출처: NASA/GSFC
지구에도 영향을 줍니다. 출처: NASA/GSFC

태양 플레어는 지구에서 약 1억4천9백만km에서 발생하지만, 지구에 극적인 영향을 줄 수 있습니다. 플레어는 때때로 강력한 태양 폭풍을 동반해 저장돼 있던 엄청난 양의 자기에너지를 지구에 쏟아냅니다. 이 에너지들이 지구 자기장에 부딪히게 되면서 지구에도 그 영향이 나타납니다. 가령, 지구 자기장이 일시적이고 갑작스럽게 불규칙적으로 변하는 '자기폭풍'을 일으키거나, 통신 네트워크, 전력망 및 위성기술에 영향을 주기도 합니다.

 

혹등고래는 지구 자기장을 이용해 항해합니다. 출처: Wikimedia Commons
혹등고래는 지구 자기장을 이용해 항해합니다. 출처: Wikimedia Commons

심지어 전기적 변동을 일으켜 지구의 자기장을 이용해 항해하는 고래의 생활마저 방해할 수 있다고 합니다. 플레어, 환상적인 모습 뒤에 이렇게 위력이 숨어 있었네요. 

 

 

 


##참고자료##

 

Cheung, M. C. M., et al. "A comprehensive three-dimensional radiative magnetohydrodynamic simulation of a solar flare." Nature Astronomy (2018): 1.

 



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