태양계 이야기 1099 - 태양 코로나의 발생 가설을 확인한 파커 솔라 프로브

(As Parker Solar Probe files around the sun, it finds abrupt reversals in the direction of the sun's magnetic fields. These S-shaped bends in the sun's magnetic field are very common in the solar wind close to the sun, but are absent inside the corona. Credit: Adriana Manrique Gutierrez, NASA’s Goddard Space Flight Center)

(NASA sent Parker Solar Probe into the sun to learn how its atmosphere is hotter than its surface. Credit: Applied Physics Lab and NASA Goddard Space Flight Center)

태양 주변을 왕관처럼 둘러싸고 있는 뜨거운 플라스마인 코로나는 발견 이후 과학계의 미스터리로 남아 있습니다. 분명 태양에서 에너지를 얻는 것 같은데, 코로나 쪽이 섭씨 100만도가 넘어 태양 표면보다 200배 뜨겁기 때문입니다. 그 이유에 대해서 과학자들은 많은 가설을 내놓았지만, 현재까지 다수의 지지를 얻은 가설은 없습니다.

이 문제를 해결하기 위해 나사는 태양 탐사섲은 파커 솔라 프로브를 발사했습니다. 첫 관측에서 파커 솔라 프로브는 태양 근처에서 수백 개에 달하는 S자 모양의 구불구불한 자기장을 발견했습니다. 과학자들은 산길처럼 구불구불한 모양을 보고 여기에 스위치백 (switchbacks)이라는 명칭을 붙였습니다.

일부 과학자들은 스위치백이 코로나에 에너지를 공급할지 모른다는 가설을 제시했습니다. 언뜻 보기에 가능성이 있어 보이지만, 미시간 대학의 모즈타바 아카반-타프티 (Mojtaba Akhavan-Tafti)가 이끄는 연구팀는 14회에 걸친 파커 솔라 프로브의 관측 데이터를 토대로 이 가설을 부정했습니다.

연구팀에 따르면 스위치백은 태양풍이 부는 공간에는 존재했지만, 정작 코로나가 있는 공간에서 찾아볼 수 없었습니다. 따라서 코로나에 에너지를 공급하는 역할을 기대하긴 어렵습니다. 아마도 스위치백은 태양에서 나오는 태양풍에 의해 영향을 받아 자기장이 휘어진 것으로 추정됩니다.

결국 이번에도 태양 코로나의 비밀은 풀지 못했지만, 과학자들은 여전히 희망을 버리지 않고 있습니다. 파커 솔라 프로브를 비롯한 탐사선과 지상 망원경들이 수집한 데이터가 점점 더 많아지고 자세해지고 있기 때문입니다. 언젠가 결국 비밀을 풀리게 될 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2024-07-sun-corona-weirdly-hot-parker.html

M. Akhavan-Tafti et al, In Situ Mechanisms are Necessary for Switchback Formation, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad60bc

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