(빅 베어 태양 관측소에서 찍은 흑점의 확대 사진. Groundbreaking images of the Sun captured by scientists at NJIT's Big Bear Solar Observatory give a first-ever detailed view of the interior structure of umbrae -- the dark patches in the center of sunspots -- revealing dynamic magnetic fields responsible for the plumes of plasma that emerge as bright dots interrupting their darkness.
Credit: NJIT's Big Bear Solar Observatory)
흑점(sunspot)은 태양 표면의 검은 점입니다. 흑점 자체는 사실 매우 뜨겁지만, 주변의 태양 표면보다 섭씨 1,000도 정도 온도가 낮아서 관측해보면 검은색으로 보이는 것이라는 것은 상식으로 모두가 알고 있습니다. 하지만 이 흑점을 확대해서 본다면 어떨까요?
미국 뉴저지 공과대학의 과학자들은 빅 베어 태양 관측소(Big Bear Solar Observatory (BBSO))의 NST(New Solar Telescope)를 이용해서 흑점의 중심부를 상세하게 관측했습니다. 흑점에서 가장 어둡게 보이는 중심 지역은 본영(umbra)이라고 부르고 그 주변에 상대적으로 밝은 방사선상의 줄기 구조 부분은 반영(penumbra)이라고 부릅니다.
뉴저지 공대의 바실 예치신(Vasyl Yurchyshyn) 교수는 흑점 중심부의 본영을 NST(New Solar Telescope)를 이용해 정밀 관측했습니다. 그 결과 이전에는 알지 못했던 흑점의 역동적인 모습이 나타났습니다. 사진으로 찍힌 흑점의 중심부는 검은 구멍이 아니라 마치 피어나는 한 송이 꽃 같은 아름다운 모습입니다.
흑점을 만드는 힘은 태양의 강력한 자기장입니다. 자기장이 뿜어져 나오는 중심부에는 마치 분출하는 화산 주변에 용암이 흘러나오듯 플라스마가 분출하면서 umbral dot이라는 작은 점들을 만듭니다. 그 외부에는 마치 가느다란 실이나 꽃잎 같은 모양의 스파이크(spike)들이 존재하는데, 강력한 자기장을 따라 흐르는 뜨거운 플라스마 물질들이라고 합니다.
태양 표면에서 일어나는 흑점 현상의 규모는 인간의 상상을 초월합니다. 지구 한 개 정도는 충분히 들어가고도 남는 거대한 흑점 내부에서는 강력한 자기장과 플라스마가 거대한 에너지의 흐름을 만듭니다. 자기장의 형태로 축적된 에너지가 한꺼번에 폭발하면 지구를 집어삼키고도 남는 거대한 홍염이 태양 표면에서 솟구쳐오르게 되죠.
이와 같은 장엄한 자연의 신비를 연구하기 위해서 과학자들은 더 강력한 관측 장비를 사용하고 있습니다. NST는 10초 간격으로 태양의 사진을 찍을 수 있으며, 태양 표면에서 일어나는 현상을 실시간으로 관측할 수 있습니다.
태양 활동은 지구에 직접적인 영향을 미치고 있습니다. 태양 표면의 강력한 폭발인 태양 플레어와 코로나 물질 방출(CME)은 지구에 전파장애를 일으키거나 혹은 전력망에 위협을 가하기도 합니다. 물론 오로라도 같이 만들지만 말이죠. 이를 연구하는 일은 안전한 항공기, 선박 운행은 물론 여러 가지 위험에서 인간들을 지키기 위해서 반드시 필요한 일입니다.
참고
Journal Reference:
- V. Yurchyshyn, V. Abramenko, A. Kilcik. DYNAMICS IN SUNSPOT UMBRA AS SEEN IN NEW SOLAR TELESCOPE AND INTERFACE REGION IMAGING SPECTROGRAPH DATA. The Astrophysical Journal, 2015; 798 (2): 136 DOI: 10.1088/0004-637X/798/2/136
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