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[표지로 읽는 과학] 태양 폭발, 강력한 태양 자기장 뚫을 수 있어야 나타난다

2018년 02월 11일 18:00

이번 주 네이처 표지는 태양과 태양 표면의 자기장과 관계된 일러스트가 장식했다.

 

타하르 아마리 프랑스 국립과학연구센터 이론물리센터 연구원은 태양 표면의 폭발 현상을 설명하는 새로운 모델을 제시해 과학전문학술지 네이처 2월 8일자에 발표했다.

 

맨틀과 외핵 등 일부가 유체, 나머지는 고체로 구성된 지구와 달리 태양은 표면에서 끊임없이 태양 구성 물질이 흐른다. 워낙에 어마어마한 에너지가 움직이기 때문에 에너지가 부족한 부분은 온도가 낮아지기도 하고 모이는 곳에서 폭발이 일어나기도 한다.

 

폭발 방식도 여러 가지다. 대규모 폭발을 일으키며 풍선이 터지듯 코로나 질량 방출이 일어나는 폭발형과, 폭발의 기미를 보였다가  풍선에서 바람이 빠지듯 잠잠해 지는 제한형이 있다. 코로나 질량 방출은 태양 대기 외곽인 코로나를 통과하면서 폭발이 일어나는 현상을 말한다. 전자와 양성자를 초대량으로 방출하기 때문에 코로나 질량 방출이 일어날 경우 지구에 2~3일 후 큰 피해를 입힌다.

 

아마리 연구팀은 2014년 10월 발생한 태양 폭발을 집중적으로 연구해 태양 폭발이 태양의 자기장과 밀접한 관련이 있음을 밝혔다. 표지 그림은 이들의 연구를 가시적으로 보여주고 있다. 주황색 코일은 다중 자기층이다. 표지 그림을 잘 보면 태양 표면이 얇은 망으로 덮여있는데 이 망이 태양 겉을 덮고 있는 다중 자기층이다. 그림에서 주황색 코일은 태양 폭발이 일어나는 부분을 확대한 모습이다.

 

네이처 제공
네이처 제공

 

하늘색 코일은 태양 폭발이 일어날 때 밖으로 뿜어져 나가려는 내부 물질의 흐름을 나타낸다. 연구팀은 태양 폭발이 일어나기 몇 시간 전부터 이 흐름이 만들어진다는 것을 알아냈다. 이 때 내부 물질의 흐름이 자기층을 연결하는 힘보다 강력하면 자기층을 뚫어내면서 밖으로 폭발하고(폭발형), 자기층의 힘이 더 강하다면 흐름이 만들어지다가도 자기장을 뚫지 못하는 것(제한형)으로 나타났다

 

연구팀은 “언제 태양 폭발이 일어나는지 알 수 있다면 인공위성, 정보통신, 그리고 지상 발전소에 대한 영향을 예측하는데 도움이 될 수 있다”고 말했다.

 

※ 참고 문헌

Tahar Amari et al, Magnetic cage and rope as the key for solar eruptions, Nature , volume 554, pages 211–215
doi:10.1038/nature24671

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