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태양계 이야기 540 - 태양풍의 모습을 보다



(Conceptual animation (not to scale) showing the sun's corona and solar wind.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Lisa Poje)


(Views of the solar wind from NASA's STEREO spacecraft (left) and after computer processing (right). Scientists used an algorithm to dim the appearance of bright stars and dust in images of the faint solar wind. This innovation enabled them to see the transition from the corona to the solar wind. It also gives us the first video of the solar wind itself in a previously unmapped region.
Credits: data from Craig DeForest, SwRI)


(Computer-processed data of the solar wind.
Credits: data from Craig DeForest, SwRI)


 태양에서 나오는 입자들의 바람인 태양풍은 오래전부터 그 존재가 알려져 있었지만, 사실 아직도 모르는 부분 많습니다. 특히 태양풍이 어떻게 태양권에서 흘러 나오는지에 대해서는 이론적으로만 알고 있었습니다. 


 태양주변에는 밀도는 낮지만 고온의 가스의 모임인 코로나가 있고 이 코로나는 태양에서 수천만 km까지 퍼져있습니다. 코로나는 태양의 확장된 대기라고 볼 수 있는데, 여기에는 자기장이 있어 태양에서 나온 입자들의 흐름을 통제합니다. 


 나사의 STEREO 탐사선은 코로나에서 태양풍으로 전이되는 모습을 실제로 포착했습니다. 과거에도 많은 시도가 있었지만, 주변의 태양에 비해서 상대적으로 매우 어두워 관측이 어려웠던 것인데, STEREO 관측 데이터는 태양 자기장의 영향에서 벗어나 자유롭게 이동하는 태양풍 입자의 흐름을 실제로 포착한 것입니다. 태양풍 입자들이 태양 자기장의 영향에서 벗어나는 지점은 생각보다 멀어서 태양에서 대략 3200만km에 달합니다.




(동영상)  


 코로나가 태양풍으로 변하는 이 지점은 사실상 태양 대기의 경계점이라고 볼 수 있습니다. 이후의 우주 공간에도 태양에서 나온 입자인 태양풍이 있기는 하지만, 연속적인 대기가 아니라 불연속적인 입자의 흐름입니다. 이를 연구한 물리학자 크레이그 디포레스트 (Craig DeForest)는 물총에서 나오는 물의 흐름과 비교했습니다. 물총에서 물을 발사하면 처음에는 연속적인 흐름이지만, 멀어지면 물방울로 갈라지듯이 태양에서 나오는 입자 역시 이렇게 멀리서는 불연속적인 입자의 흐름인 태양풍이 되는 것이죠. 


 태양풍은 지구에도 많은 영향을 미칠 뿐 아니라 태양계에서 일어나는 여러 가지 현상을 이해하는데 중요한 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 태양풍을 이해하기 위한 연구가 계속될 것입니다. 


 참고 





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