인도의 아디티아-L1 태양 관측 임무, CME 연구 통해 태양 활동의 지구 영향 이해 도모

 

인도의 과학자들은 자국의 첫 태양 관측 우주 임무인 ‘아디티아-L1’에서 얻은 첫 번째 주요 결과를 발표했습니다. 이 발견은 향후 태양 활동이 지구와 우주 인프라에 미치는 위협을 이해하고, 전력망과 통신 위성을 보호하는 데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대됩니다.

 

 

 

아디티아-L1과 CME의 중요성
‘아디티아-L1’ 임무는 7개의 과학 장비를 포함하고 있으며, 그 중 가장 중요한 장비는 가시광선 방출선 코로나그래프(Visible Emission Line Coronagraph, VELC)입니다. VELC는 2023년 7월 16일에 데이터를 포착하여 코로나 물질 방출(CME)의 정확한 시작 시점을 추정하는 데 기여했습니다. CME는 태양의 코로나에서 발생하는 대규모 방출로, 이는 태양의 활동성을 연구하는 데 필수적입니다.

 

 

 

 

CME란 무엇인가?
CME는 태양의 가장 바깥층인 코로나에서 분출되는 거대한 화염 덩어리로, 전하를 띤 입자로 구성되어 있으며 무게는 최대 1조 kg에 이를 수 있습니다. CME의 속도는 초속 3,000km(약 1,864마일)에 이를 수 있으며, 방향은 지구를 포함한 모든 방향으로 향할 수 있습니다. 인도천체물리연구소의 라메시 교수는 “이 거대한 화염 덩어리가 지구로 돌진한다고 상상해 보십시오. 최고 속도로 이동할 경우, 태양과 지구 간 1억 5천만 km를 단 15시간 만에 도달할 수 있습니다”라고 설명했습니다.

7월 16일 VELC가 포착한 CME는 GMT 기준 오후 1시 8분에 시작되었으며, 이 CME는 지구 쪽으로 향했지만, 반 시간 후 방향이 바뀌어 태양 뒤쪽으로 향해 지구에 영향을 미치지 않았습니다.

 

 

 

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태양 폭풍의 영향
태양 폭풍, 태양 플레어 및 CME는 지구의 날씨뿐만 아니라 우주의 날씨에도 중대한 영향을 미칩니다. 현재 약 7,800개의 위성이 운영 중이며, 이 중 50개 이상이 인도 소유입니다. CME는 지구의 자기장에 간섭하여 혼란을 초래할 수 있으며, 그 결과로 나타나는 가장 무해한 현상은 북극과 남극 근처에서의 오로라입니다. 그러나 강력한 CME는 런던이나 프랑스와 같은 멀리 떨어진 지역에서도 오로라를 발생시킬 수 있습니다.

더 심각한 경우, CME의 전하를 띤 입자들은 위성의 전자 장치를 오작동시키거나 전력망을 마비시킬 수 있으며, 기상 및 통신 위성에도 영향을 미칠 수 있습니다. 라메시 교수는 “오늘날 우리의 삶은 통신 위성에 전적으로 의존하고 있으며, CME가 발생하면 인터넷, 전화선 및 라디오 통신이 끊길 수 있습니다. 이는 절대적인 혼란을 초래할 수 있습니다”라고 경고했습니다.

 

 

 

역사적 사례
기록된 가장 강력한 태양 폭풍은 1859년의 ‘캐링턴 사건’입니다. 이 사건은 강렬한 오로라와 함께 전 세계의 전신선을 마비시켰습니다. NASA에 따르면, 2012년에도 유사한 강도의 폭풍이 지구로 향했지만, 다행히 우리 행성을 비켜갔습니다. 1989년에는 CME가 퀘벡주의 전력망 일부를 9시간 동안 마비시켜 600만 명이 정전 피해를 입었으며, 2015년 11월 4일에는 태양 활동으로 인해 스웨덴과 일부 유럽 공항의 항공 교통 관제가 중단되면서 수 시간 동안 여행 혼란이 발생했습니다.

 

 

 

아디티아-L1의 역할
NASA, 유럽우주국(ESA), 일본 및 중국은 수십 년간 우주 기반 태양 임무를 통해 태양을 관측해왔습니다. 올해 초, 인도우주연구기구(ISRO)는 ‘태양신’을 뜻하는 아디티아-L1을 발사하며 이 그룹에 합류했습니다. 아디티아-L1은 우주에서 태양을 지속적으로 관찰할 수 있어 일식이나 엄폐 현상 중에도 과학 연구를 수행할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.

라메시 교수는 지구에서 태양을 볼 때는 밝은 표면인 광구(Photosphere)만 보이지만, 완전 일식 때 달이 광구를 가릴 경우 태양의 바깥층인 코로나를 볼 수 있다고 설명했습니다. 그는 “인도의 코로나그래프는 달의 역할을 모방해 태양의 광구를 인공적으로 가릴 수 있는 장치로, 365일 24시간 코로나를 방해 없이 관측할 수 있다는 점에서 약간의 이점이 있습니다”라고 밝혔습니다.

 

 

 

또한, NASA와 ESA의 공동 태양 및 태양권 관측소(SOHO)의 코로나그래프는 크기가 더 커서 광구뿐만 아니라 코로나 일부도 가려 CME가 시작되는 초기 모습을 놓칠 수 있지만, VELC는 CME가 시작되는 시점과 방향을 정확히 추정할 수 있습니다. 인도는 코다이카날, 가우리비다누르, 우다이푸르에 위치한 세 개의 지상 관측소를 운영 중이며, 이들의 관측 결과와 아디티아-L1의 데이터를 결합하면 태양에 대한 이해를 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.