(태양의 나노 플레어. 녹색과 파란색이 NuSTAR 이미지이고 나머지는 SDO 이미지. 출처 : 나사)
과학에는 오랜 세월 풀리지 않은 수수께끼들이 많습니다. 그런 수수께끼 가운데 하나는 바로 태양 코로나입니다. 태양표면 온도는 섭씨 6000도 수준인데 태양 코로나는 매우 희박한 기체들의 모임이긴 하지만 무려 섭씨 100만도에 달하는 고온입니다. 이제까지 여러 가지 이론들이 이를 설명하기 위해 등장했지만, 아직까지 모든 과학자들이 납득할만한 설명을 내놓은 이론은 존재하지 않습니다.
그런데 이 오래된 수수께끼를 풀기 위해서 본래 X 선 천문학을 위해 발사된 NuSTAR(Nuclear Spectroscopic Telescope Array)을 사용하자는 아이디어가 나왔습니다. 이 아이디어는 캘리포니아 대학의 태양 물리학작인 데이비드 스미스(David Smith, a solar physicist )가 제안한 것입니다. 이 말을 처음 들었을 때 NuSTAR의 책임 과학자인 피오나 해리슨(Fiona Harrison of the California Institute of Technology in Pasadena)은 약간 미친(crazy) 아이디어라고 생각했다고 합니다.
왜냐하면 NuSTAR는 본래 수백만도에서 나오는 X 선 파장을 관측하는 기기이기 때문입니다. 따라서 태양 표면은 물론 사실 코로나를 관측하는 것도 그다지 적합하지 않은 기기라고 할 수 있습니다. 하지만 스미스는 나노플레어(Nanoflares)에 주목했습니다.
나노플레어는 일반적인 태양 플레어에 비해서 매우 소규모 태양면 폭발이지만 태양 전체에서 지속적으로 발생하는 현상입니다. 사실 나노라는 표현도 플레어와 비교한 것으로 평균적인 나노 플레어의 위력은 240 메가톤급 핵폭발과 맞먹는 수준입니다. 물론 태양의 규모에서 본다면 매우 소규모입니다.
나노플레어가 코로나에 에너지를 전달하는 소스일지도 모른다는 생각은 몇 가지 추정에 근거합니다. 일단 여기서 나오는 X선 및 고에너지 입자들은 바로 코로나에 전파됩니다. 또 플레어, 흑점, 홍염, 필라멘트등 다양한 태양 활동은 매우 기복이 심하지만 나노플레어는 매우 일정하게 유지된다는 것도 중요한 근거입니다. 즉, 실제 코로나 처럼 꾸준히 유지된다는 것이죠.
NuSTAR는 앞으로 수년에 걸쳐 나노플레어를 관측할 예정인데, 다행히 본래 이 목적으로 개발된 것은 아니지만 태양의 강력한 빛을 받아도 기기가 손상되지 않도록 안전장치를 가지고 있어 안전하게 관측이 가능하다고 합니다. NuSTAR는 나사의 SDO와 더불어 태양의 나노플레어를 관측해 위에 보이는 것 같은 아름다운 사진을 전송해 왔습니다.
(동영상)
과학자들은 이 연구가 나노플레어와 태양 코로나의 관계 이외에도 axion 이라 불리는 가상의 암흑 입자의 존재를 밝혀낼지 모른다고 기대하고 있습니다. 과연 어떤 결론이 나오는지 몇 년 후가 궁금해지는 소식입니다.
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