"태양 표면에서도 플라즈마 소용돌이"…최고 해상도로 첫 포착 작성일 08-06 34 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">태양폭발·우주기상 모델 정교화에 도움</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="KY5MEpUZJg"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="383a2eb599cc0d13406ed4441063d51e391c1acbdf11f02d1da1464e832ba1b5" dmcf-pid="91pnOBb0Jo" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="대니얼 K. 이노우에 태양망원경이 416nm(나노미터, 1nm는 10억분의 1m) 파장에서 역대 최고 해상도의 태양 광구를 포착했다. 미국 국립태양관측소(NSO) 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806050211457dqhr.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="bRnWzjAina" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806050211457dqhr.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 대니얼 K. 이노우에 태양망원경이 416nm(나노미터, 1nm는 10억분의 1m) 파장에서 역대 최고 해상도의 태양 광구를 포착했다. 미국 국립태양관측소(NSO) 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="7f12f00a0b9da1f1bcda3623c118416c2344ec4b0f7aa95045dfa4c9eb305821" dmcf-pid="2tULIbKpML" dmcf-ptype="general">과학자들이 눈이나 망원경으로 직접 볼 수 있는 태양 표면인 ‘광구’를 역대 최고 해상도로 관측하는 데 성공했다. 그동안 태양 상층 대기 '코로나'에서 관측됐던 플라즈마의 소용돌이가 광구에서도 처음 확인됐다. 태양 플라즈마는 원자에서 전자가 분리돼 고온의 이온화된 상태를 뜻한다. 태양 폭발 활동과 우주 기상 예측 모델을 정교화하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. </p> <p contents-hash="c6e90e736339dc2e4d5578e95eaa63f39f600ebae038158b1d6597a5c8a1df2b" dmcf-pid="VFuoCK9Uin" dmcf-ptype="general"> 데이비드 쿠리제 미국 국립태양관측소(NSO) 연구원 연구팀은 하와이 마우이섬 할레아칼라 화산 정상에 있는 ‘대니얼 K. 이노우에 태양망원경’으로 태양 광구를 최고 해상도로 관측하고 연구 결과를 5일(현지시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. 대니얼 K. 이노우에 태양망원경은 구경 4m의 세계 최대 태양망원경으로 이전 세대 태양망원경보다 훨씬 높은 공간 해상도를 제공한다. 태양 표면을 약 20km 규모로 나눈 구조로 식별할 수 있다. </p> <p contents-hash="7da99d3ea9d42e5ef3e383ab1b4bb24133dd2831cd01a9fa824ceb887155eff1" dmcf-pid="f37gh92uLi" dmcf-ptype="general"> 광구는 눈으로 관찰할 수 있는 태양의 얇은 표면층이다. 연구팀은 광구에 존재하는 흑점 근처 플라즈마층의 자성 활성 구역을 관측했다. 자성 활성 구역은 강력한 자기장이 집중 형성되는 구역이다.</p> <p contents-hash="07584b61f2faad952ef94429171cdfafdff054d5608feaff4aa73181f985f9ea" dmcf-pid="40zal2V7eJ" dmcf-ptype="general">관측 결과 ‘켈빈-헬름홀츠 불안정성(KHI)’이라는 유체역학적 현상이 관측됐다. KHI는 서로 다른 속도나 방향으로 맞닿아 흐르는 두 유체층(플라즈마층)의 경계면에서 물결이나 소용돌이가 발생하는 현상이다. 구름, 목성 대기, 태양 코로나 대기에서 관측된 적이 있으나 자기장이 지배하는 광구에서 KHI가 관측된 것은 이번이 처음이다. </p> <p contents-hash="15309ebb269189733d94a531ba28486c9a4fb29a34221621ebf72df558aa371f" dmcf-pid="8pqNSVfzMd" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 고속 연사 촬영 기법으로 고해상도 프레임을 매우 짧은 시간 간격으로 연속 촬영했다. 시간에 따른 시계열 고화질 프레임을 모아 영상 형태로 데이터를 구성해 플라즈마층의 움직임과 미세 구조 변화를 확인했다. 이를 통해 기존에 광구에서 관측되지 않았던 띠 모양과 소용돌이 모양의 구조가 반복해 나타나는 것을 발견했다. 광구의 플라즈마층은 단순히 대류하는 것이 아니라 복합적인 난류 패턴을 보인다는 점을 포착한 것이다. </p> <p contents-hash="481a4741d874aef3b8999bf84ac618734131ef787c0ef1efe2dce3033f7ce9da" dmcf-pid="6UBjvf4qMe" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 “자성 활성 구역의 자기장선 사이를 흐르는 플라즈마층의 속도 차이가 KHI를 유발하고 KHI로 발생한 소용돌이가 자기장선을 강하게 뒤튼다”며 “물과 기름처럼 섞이지 않는 자기화 플라즈마와 비자기화 플라즈마를 섞어 자기장이 빠르게 확산되도록 만든다“고 설명했다. </p> <p contents-hash="2854245dc3bc2fb843a1706ad8e837604b8e2afbc5ed9eac05d1c5af045f1105" dmcf-pid="PubAT48BLR" dmcf-ptype="general"> 소용돌이가 플라즈마를 섞고 뒤틀면 자기장에 축적돼 있던 에너지가 열과 파동 에너지로 터져 나온다. 연구팀은 터져 나온 에너지가 솟구치면서 태양 상층 코로나 대기의 온도를 높이고 태양 플레어, 코로나 질량 방출 등의 태양 폭발 현상을 일으키는 것으로 분석했다. </p> <p contents-hash="7a0cf571b2b2ffdd4dfdb6093452f27a78aaee974c4706465c0612993ede220b" dmcf-pid="Q7Kcy86beM" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 관측 결과를 컴퓨터 모의실험으로 검증했다. 태양의 자기장과 플라즈마의 복잡한 상호작용을 재현하는 3D 시뮬레이션 결과, 실제 관측 데이터와 동일하게 띠 모양과 소용돌이 구조가 형성된다는 점이 확인됐다. </p> <p contents-hash="9eb2b66ef29f447c410166231c5d01f4006098d8cba3908f5912e3c325871213" dmcf-pid="xwIqeTyORx" dmcf-ptype="general"> 이번 연구는 태양의 표면층에서 자기장과 유체가 어떻게 상호작용하며 태양 표면의 에너지와 질량을 코로나와 같은 상층 대기로 어떻게 수송하는지 설명하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 태양 폭발로 생기는 강한 방사선과 입자선이 지구 위성통신, 전력망 등에 미치는 영향을 분석하는 우주 기상 예측 모델을 고도화하는 데도 기여할 것으로 기대된다. </p> <p contents-hash="eb0bb5ddd25479e1c321d3de94ca950123f2a032260404a258eade22c4ce27d2" dmcf-pid="yBVDGQx2eQ" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 “이노우에 망원경의 독보적인 해상도 덕분에 태양 표면의 미세한 유체역학적 소용돌이까지 눈으로 확인할 수 있었다”며 “KHI가 태양의 상층 대기로 얼마나 많은 에너지를 운반하는지, 또 자기장 확산에는 얼마나 기여하는지 파악하려면 자동 탐지 알고리즘과 추가 고해상도 관측을 통한 정량화가 필요하다”고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="0b4becfad1bcd6724ad863e51036356162f3df5621bad3fd19fb80f1f6758c1b" dmcf-pid="WbfwHxMVdP" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 신진서, 80개월 연속 바둑 랭킹 1위…최정, 2개월 연속 여자 1위 지켜 08-06 다음 “토스 ‘환급액 찾기’ 막히나”…개인정보 전송요구권 시행 앞두고 업계 초긴장 [only 이데일리] 08-06 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
