한미 공동연구팀, 태양 코로나 온도·속도 동시 측정 첫 성공

2019.09.19 16:00
한국과 미국 국제연구팀이 함께 개발한 태양 코로나그래프 기술의 모습이다. 이 장비를 가지고 태양 대기의 가장 바깥층을 뜻하는 ‘코로나’의 온도와 속도를 동시로 측정하는데 성공했다. 과학기술정보통신부 제공
한국과 미국 국제연구팀이 함께 개발한 태양 코로나그래프 기술의 모습이다. 이 장비를 가지고 태양 대기의 가장 바깥층을 뜻하는 ‘코로나’의 온도와 속도를 동시로 측정하는데 성공했다. 과학기술정보통신부 제공

태양의 바깥층을 이루는 코로나 온도는 과학계의 난제로 꼽힌다. 코로나는 태양 표면에서 약 200만~700만km에 떨어진 대기 바깥층에 있지만 태양 표면 온도인 6000도 보다 훨씬 뜨겁다. 코로나의 온도는 100만~500만도로 알려져 있다. 한국과 미국 과학자들이 코로나의 온도와 방출 속도를 동시에 측정하는데 성공했다. 


과학기술정보통신부와 한국천문연구원은 18일 오후10시(한국시간) 미국 뉴멕시코에서 ‘태양 코로나그래프 기술’ 검증에 성공했다고 19일 밝혔다. 기술검증은 8시간 동안 진행됐으며 미국항공우주국(NASA) 연구팀도 함께 참여했다.


코로나는 개기일식 때 관측할 수 있다. 하지만 개기일식은 지속시간이 짧고 볼 수 있는 기회가 흔치 않다. 이때 쓰이는 것이 코로나 그래프이다. 인공적으로 태양면을 가리고 코로나를 관측한다. 이 장비를 개발하기 위해 천문연 연구팀과 NASA 연구팀이 힘을 합쳤다. 천문연 연구팀은 코로나 그래프에 설치될 영상카메라와 제어시스템, 소프트웨어를 개발했다. NASA는 코로나 그래프의 광학계, 태양 추적 장치를 개발하고 대형 풍선기구를 제공했다.

 

고고도 성층권기구시험에 쓰인 과학용 기구 그림이다. 과학기술정보통신부 제공
고고도 성층권기구시험에 쓰인 과학용 기구 그림이다. 과학기술정보통신부 제공

공동 연구팀은 미국 뉴멕시코 NASA 콜롬비아과학기구발사장에서 가로 약 140m 세로 약 216m의 대형 풍선기구에 태양 코로나 그래프를 달아 약 40km 상공 성층권에 띄웠다. 성층권으로 올라간 코로나 그래프는 외부 코로나 지역의 온도와 속도를 동시에 관측하는데 성공했다. 


이번 실험을 통해 자외선 영역인 400nm (나노미터·10억분의 1m) 파장 영역을 중심으로 관측해 지금까지 관측되지 않은 외부 코로나에 대한 정보와 코로나 전자의 온도∙속도에 대한 다양한 물리량 정보를 얻었다는 게 연구팀의 설명이다. 코로나 온도에 대한 수수께끼를 풀고 태양풍에 대한 모델 계산 정밀도를 높이는데 도움이 될 예정이다.


이번 기술 검증은 국제우주정거장에 쓰일 우주용 코로나 그래프 개발사업의 일환이다. 지난 2016년 처음 개발사업을 시작했으며 2017년 8월 미국 대륙을 관통하는 개기일식 기간에 코로나그래프의 핵심 과학이론인 ‘온도∙속도 동시 측정’ 기술 검증에 성공했다. 공동 연구팀은 지속적으로 국제우주정거장용 코로나그래프 개발에 힘쓸 예정이다. 
 

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