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2019년 4월 10일 수요일

태양계 이야기 744 - 태양에 내리는 플라스마의 비 Coronal Rain



(Mason’s article analyzed three observations of Raining Null-Point Topologies, or RNTPs, a previously overlooked magnetic structure shown here in two wavelengths of extreme ultraviolet light. The coronal rain observed in these comparatively small magnetic loops suggests that the corona may be heated within a far more restricted region than previously expected.
Credits: NASA’s Solar Dynamics Observatory/Emily Mason)


(Coronal rain, like that shown in this movie from NASA’s SDO in 2012, is sometimes observed after solar eruptions, when the intense heating associated with a solar flare abruptly cuts off after the eruption and the remaining plasma cools and falls back to the solar surface. Mason was searching for coronal rain not associated with eruptions, but instead caused by a cyclical process of heating and cooling similar to the water cycle on Earth.
Credits: NASA’s Solar Dynamics Observatory/Scientific Visualization Studio/Tom Bridgman, Lead Animator)


  태양을 둘러싼 옅은 대기인 코로나는 오랜 미스터리를 간직한 존재입니다. 과학자들은 왜 코로나가 태양 표면보다 수백배 더 뜨거운지 알아내기 위해 많은 연구를 해왔지만, 아직도 그 이유에 대해서 속시원하게 풀어내지 못하고 있습니다. 나사 고다드 우주 비행 센터의 에밀리 메이슨(Emily Mason) 역시 그 중 하나로 나사의 태양 관측 위성인 SDO가 보내온 영상을 확인하던 중 우연히 새로운 사실을 발견했습니다. 


 태양 표면에서 나온 고온의 플라스마 입자는 대부분 태양의 중력과 자기장을 이기지 못하고 다시 표면으로 떨어지게 됩니다. 지구 지름의 몇 배에 달하는 고온의 입자의 흐름은 SDO와 지상의 관측 장치에 의해 세밀하게 관측되어 왔는데, 연구팀은 여기서 지금까지 놓쳤던 사실을 우연히 발견했습니다. 마치 비처럼 내리는 입자라고 해서 코로날 레인 (Coronal Rain)이라고 불리는 이 입자의 흐름 (사진)에서 사실 온도가 매우 뜨겁게 변하는 부분은 극히 일부라는 것입니다. 



 플라스마 입자는 헬맷 스트리머 (helmet streamer)라는 거대한 고리 모양의 순환을 통해서 다시 태양으로 들어오고 일부 입자는 도망가는데, 이번 연구에서는 SDO의 극자외선 영역 관측에서 냉각 및 재가열이 일어나는 부분이 매우 국소적으로 일어난다는 사실을 밝혔습니다. 아울러 코로날 레인은 표면 분출이 아니라 지구에서 물의 순환과 비슷한 냉각 및 가열 과정에 더 연관되어 있다는 사실을 발견했습니다. 


 태양 물리학은 매우 어려운 분야라서 저도 자세히는 설명하기 어렵지만, 아무튼 태양 표면에서 지구의 물 순환과 비슷하게 플라스마가 순환한다는 사실이 흥미롭습니다. 연구팀은 이 미스터리한 코로나의 비가 느린 태양풍과 같은 다른 현상과도 연관이 있다고 보고 연구를 계속하고 있습니다. 앞으로 파커 솔라 탐사선이 보낼 데이터가 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있습니다. 


 참고 




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