태양계 이야기 1034 - 태양 코로나에 내리는 유성우?

 (SolO view in the EUV on 30 March 2022 showing a partial section of the Sun with gas at 1 million degrees. The red paths correspond to some of the rain tracks analyzed in this work. The Earth image has been overlaid to scale. Credit: Patrick Antolin. Background image: ESA/Solar Orbiter EUI/HRI)

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(SolO view in the EUV on 1 April 2022 showing a partial section of the Sun with gas at 1 million degrees. The red paths correspond to some of the rain tracks analyzed in this work. The Earth image has been overlaid to scale Credit: Patrick Antolin. Background image: ESA/Solar Orbiter EUI/HRI)

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유럽 우주국의 태양 관측 탐사선인 솔라 오비터 (Solar Orbiter (SolO))가 태양 코로나에서 쏟아지는 유성우 같은 코로나 비 (Coronal rain)를 관측했습니다. 물론 태양 코로나는 섭씨 100만도에 이르는 고온의 옅은 플라스마이기 때문에 실제로 물이 응결될 수 없으며 운석이 들어가면 순식간에 증발하기 때문에 유성우가 쏟아질일도 없습니다.

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코로나 비는 사실 뜨거운 태양 주변 플라스마 중 일부의 온도가 코로나 상층에서 갑자기 떨어진 후 밀도가 높아지면서 250km의 너비의 덩어리를 이뤄 코로나 내부에서 떨어지는 현상입니다. 지구 - 태양 거리의 1/3 정도인 4900만km에서 이를 관측한 솔라 오비터는 마치 여러 개의 유성우나 비가 쏟아지는 것 같은 현상을 순간 포착했습니다. 이 과정은 유성우나 지구의 비와는 비교할 수 없을 만큼 빠른 속도로 이뤄지기 때문에 순식간에 지구 지름의 몇 배에 달하는 거리를 이동합니다.

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이렇게 떨어지는 코로나 비는 결국 백만도까지 다시 가열되어 사라지게 됩니다. 비나 유성우와 달리 밀도가 낮은 플라스마의 모임이므로 태양 표면에는 도달하지 그 전에 사라지게 됩니다. 솔라 오비터 연구팀은 일부 충격파가 태양 표면에 도달할 순 있지만, 크레이터나 자국을 남기지는 않을 것으로 봤습니다.

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코로나 비가 지구의 비와 다른 점 중에 하나는 중력과 바람에 의해 내리는 방향이 변하는 것이 아니라 플라스마이기 때문에 태양의 자기장에 따라서 이동한다는 것입니다. 따라서 실제 이동 경로는 포물선이나 곡선을 그리게 됩니다.

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태양은 지구에서 가장 가까운 별이지만, 사실 아직도 모르는 것이 많은 미스터리 천체입니다. 과학자들은 지구에서는 물론 태양 주변에 탐사선을 보내 태양과 그 주변 환경을 연구하기 위해 노력하고 있습니다. 태양 주변에서 또 어떤 특이한 현상을 보고하게 될지 궁금합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-07-solar-astronomers-stars-sun-corona.html

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P. Antolin et al, Extreme-ultraviolet fine structure and variability associated with coronal rain revealed by Solar Orbiter/EUI HRIEUV and SPICE, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202346016. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2305.11691

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