[표지로 읽는 과학] '파커 솔라 프로브' 태양의 비밀을 파헤치다

2019.12.14 09:00
네이처 제공
네이처 제공

국제학술지 ‘네이처’는 12일 태양 앞에 다가선 미국항공우주국(NASA)의 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’의 모습을 표지로 실었다. 붉디 붉은 태양 앞에 파커 솔라 프로브가 오롯이 서있는 것을 볼 수 있다.


파커 솔라 프로브는 지난해 8월 11일 미국 플로리다 케이프 커내버럴 공군기지에서 발사된 태양 탐사선이다. 탐사의 목적은 태양에서 플라스마 대기가 방출되는 현상인 코로나를 포함해 태양에서 일어나는 여러 현상을 규명하는 것이다. 파커 솔라 프로브가 태양에 접근했을 때 받는 태양 에너지는 최대 지구에서의 475배에 이른다. 이를 대비하기 위해 파커 솔라 프로브는 두께 11cm가 넘는 강화 탄소 소재 차폐막을 가지고 있다. 섭씨 1370도까지 견딘다.


파커 솔라 프로브는 발사된 지 약 80일 후 태양 표면과의 거리를 4273만km 이내로 좁히며 인류가 만든 물체 중 태양에 가장 가까이 접근했다는 기록을 세웠다. 이는 1976년 독일과 미국이 공동개발해 발사한 태양탐사선인 ‘헬리오스2’가 기록한 4340만km보다 가까운 거리이다. 파커 솔라 프로브는 지속적으로 거리를 좁혀 임무종료 시점인 2025년까지 616만km까지 가까워질 예정이며 이와 함께 24번에 걸친 태양 관측 임무도 수행한다.


이번주 네이처는 파커 솔라 프로브의 첫번째 관측 데이터와 관련된 연구 네 가지를 소개했다. 스튜어트 베일 미국 버클리 캘리포니아대 물리학과 교수 연구팀은 아주 빠른 대규모의 자기장 역전이 태양의 자기장 방향에 따라 다양한 시간대에 발생한다는 연구결과를 내놓았다. 자기장 역전은 자기장의 극이 뒤바뀌는 현상이다. 


저스틴 카스퍼 미국 미시간대 우주기후과학공학과 교수 연구팀은 이러한 자기장 역전이 태양에서 우주공간으로 쏟아져 나가는 대전 입자의 흐름인 태양풍의 가속과 연관이 있다는 연구결과를 발표했다. 자기장이 S자 형태로 움직이며 태양풍의 속도도 빨라진다는 것이다. 또 태양풍이 기존에 예측된 것보다 태양의 중심으로부터 더 먼 거리까지 퍼진다는 증거도 발견했다. 태양풍은 자전하는 태양을 따라 함께 회전하는데 더 먼 거리까지 퍼진다는 것은 태양 자전의 속도가 빠르다는 것이다. 태양 자전 속도는 태양의 나이와 직접적으로 관련이 있다. 태양의 자전 속도가 빠르면 태양은 더 빨리 나이가 든다.


데이비드 맥코마스 미국 프린스턴대 우주물리학과 교수 연구팀은 태양풍의 이온과 전자를 분석해 태양풍의 입자 에너지 및 가속에 대한 연구결과를 내놨다. 태양풍에는 초속 700㎞의 태양풍과 초속 500㎞의 태양풍 두 종류가 있다. 연구팀은 초속 500㎞의 태양풍이 적도 근처의 코로나의 검은 구멍에서 나온다는 사실을 밝혔다. 러셀 하워드 미국해양연구소 연구책임자 연구팀은 태양 근처에 우주 먼지가 없는 구역이 실제로 존재할 수 있다는 증거를 찾았다. 태양에서 1120만㎞ 떨어진 곳에서 시작해 640만㎞까지 우주 먼지가 지속적으로 감소하는 현상을 발견했다. 연구팀은 태양에서 300만~500만㎞은 우주 먼지가 거의 없을 것으로 예상하고 있다.
 

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