태양계 이야기 1091 - 느린 태양풍의 기원을 밝힌 솔라 오비터 탐사선

(ESA Solar Orbiter. Credit: European Space Agency (ESA))

(ESA Solar Orbiter instruments. Credit: European Space Agency (ESA))

유럽 우주국의 태양 탐사선인 솔라 오비터 (Solar Orbiter)가 태양풍 가운데 느린 태양풍의 기원을 밝혀냈습니다. 2020년 발사된 솔라 오비터는 0.284AU 혹은 태양 반지름의 60배 정도 위치까지 접근해 태양을 관측하는 탐사선으로 나사의 파커 솔라 프루브와 함께 태양 관측의 최전선에서 활약하고 있습니다.

솔라 오비터의 임무 중 하나는 태양에서 나오는 고에너지 플라스마 입자의 흐름인 태양풍 (solar wind)의 기원을 밝히는 것입니다. 과학자들은 태양풍에 초속 500km 이상인 빠른 태양풍과 초속 500km 미만인 느린 태양풍이 있다는 사실을 알고 있습니다.

태양 표면에 있는 이온 입자가 태양의 중력과 강한 자기장을 빠져나올 수 있는 것은 태양 표면 자기장의 흐름이 끊기는 것과 연관이 있습니다. 자기장의 한쪽은 태양 표면에 있고 다른 쪽은 우주로 향한 경우 입자들이 통과하는 고속도로가 되는 데, 이것이 빠른 태양풍이 만들어지는 열린 코로나 (open corona)입니다.

(Sun's corona seen in 'exquisite detail' in new Solar Orbiter view)

노섬브리아 대학의 스티프 야들리 박사 (Dr. Steph Yardley of Northumbria University, Newcastle)가 이끄는 연구팀은 솔라 오비터 데이터를 분석해 느린 태양풍이 만들어지는 닫힌 코로나 (closed corona)를 분석했습니다.

닫힌 코로나는 이름처럼 자기장이 루프를 이루면서 양쪽 모두 태양 표면에 있기 때문에 입자가 탈출하기 어렵습니다. 하지만 솔라 오비터는 자기장 루프가 끊어졌다가 다시 연결되는 장면을 포착했습니다. 솔라 오비터의 정밀한 관측 기기들은 태양풍 입자가 어디서 나오는지도 감지할 수 있기 때문에 과학자들은 이곳에서 느린 태양풍이 발생한다는 믿을 만한 증거를 확보했습니다.

솔라 오비터와 파커 솔라 프로브는 태양에서 가까운 위치에서 태양의 비밀을 파헤치고 있습니다. 이들의 활약으로 우리에게 가장 가깝지만, 여전히 많은 미스터리를 지닌 태양에 대한 많은 사실을 알아낼 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2024-05-mystery-solar-unveiled-orbiter-mission.html

Multi-source connectivity as the driver of solar wind variability in the heliosphere, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02278-9. www.nature.com/articles/s41550-024-02278-9

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