태양풍의 원인

태양풍의 원인

 

태양풍은 지구의 고위를 자극할 수 있습니다.
태양풍이 어떻게 형성되는지를 알기 위해서 먼저 태양 대기를 알아야 합니다.
보통 경우, 태양의 대기는 6층으로 나뉘는데 안쪽에서 바깥쪽으로 차례대로 일핵이라고 명명합니다. 복사 영역, 대류층, 광구, 색구 및 일입니다. 일핵의 반지름은 태양반경의 4분의 1정도입니다. 태양질량의 대부분을 집중시키고 있는 태양의 99% 이상의 에너지가 발생하는 곳입니다. 광구는 우리가 평소에 보던 밝은 태양의 둥근 면입니다. 태양의 가시광선은 모두 광구면에서 나오는 것입니다.

코로나는 태양의 가장 바깥쪽에 있습니다. 태양의 바깥 대기에 속하는 태양풍은 바로 이곳에서 만들어져 발사되는 것입니다. X선이나 원자외선으로 찍은 코로나 사진에서 코로나에 커다란 길이의 막대형이 존재하거나 불규칙한 것을 관찰할 수 있습니다. 디아블로, 인공위성과 우주공간 탐사선을 통해 촬영한 사진을 보면, 우리는 코로나에 이러한 긴 막대 모양의 큰 척도의 어두운 영역이 장기간 존재한다는 것을 발견할 수 있습니다. 이곳의 X-선 강도는 다른 지역보다 훨씬 낮습니다. 겉보기에는 코로나에 뚫린 구멍과 같습니다. 우리 형상의 것을 코로나라고 합니다. 면류관은 태양 자기장의 개방 영역으로, 이곳의 자력선은 우주 공간으로 퍼져 나가며, 대량의 플라즈마가 발생합니다. 자력선을 따라 달려나가면 고속 운동의 입자 흐름이 형성됩니다. 입자의 흐름은 면류관 밑바닥에서 초속 16km 정도이며 지구궤도 부근까지 도달하면 초속 300~400km 이상의 속도를 낼 수 있습니다. 이런 고속 운동의 플라즈마 흐름은 바로 우리가 말하는 태양풍입니다.

태양풍이 면류관에서 분출하면 그 뒤에 거기에 끼어 있는 태양의 자기장을 가지고 사방으로 향합니다. 빠르게 흩날린 태양풍은 적어도 모든 태양계에 불어올 수 있습니다. 태양풍이 지구 부근에 도달했을 때 지구의 쌍극자장과 작용하여 지구의 자기장을자력선이 뒤로 휘어지도록 불었습니다. 그러나 지자계의 자압은 플라즈마 흐름의 움직임을 막아 태양풍이 지구의 대기에 침투하지 못하고 지자계를 우회해 계속 앞으로 나아가게 합니다. 그래서 하나의 공강이 되고 지자장이 이 공중에 포함되는 거죠. 이때의 지자장의 외형은 마치 크고 작은 알 모양을 하고 있었습니다. 하지만 태양이 갑자기 심하게 움직이면 상황은 달라집니다. 이때 태양풍 중의 고에너지 이온이 많아집니다. 이 고에너지 이온들은 자력선을 따라 지구의 극지방으로 침입할 수 있습니다. 그리고 지구의 양극의 상층 대기에서 방전되어 화려한 오로라를 발생시킵니다.

태양풍은 바깥 공간 환경 등 인간의 활동을 구성합니다. 태양 대기의 요동이 태양 바람을 통과합니다. 지구로 전달되어 지구 자기장과의 상호 작용을 통과합니다. 쓰임새, 때때로 인간의 활동에 영향을 미치는 일련의 사건들을 일으킵니다. 예를 들어 통신 위성이 비활성화되어 있고 고위구 전력망이 비활성화되어 있지 않습니다. 효율 및 단파 통신, 장파 항법 품질 저하 등입니다. 태양풍의 변화는 기상과 기후의 변화를 일으킬 수도 있습니다. 21세기 인류는 지구의 외층 공간 환경을 더욱 활용할 것이기 때문에 공간 환경 예보(또는 공간 일기 예보)가 중요할 것입니다. 태양풍의 기원과 그 가열과 가속 메커니즘을 알아내는 것은 효과적인 공간 일기 예보 체계를 만드는 데 매우 중요한 의미가 있습니다.
 우주에 많은 항성들이 있는데 많은 은하들이 바깥으로 그들 자신의 바람과 도를 내보냅니다. 그 물질의 손실과 그 주위의 성간에도 영향을 미칩니다. 공간 또는 은하의 공간입니다. 태양풍은 직접 관측할 수 있는 유일한 항성풍입니다. 맞아요, 태양풍 기원과 가속도메커니즘의 연구는 이 보편적인 바람의 현상인 우주 플라즈마의 인식에 지대한 영향을 미칠 수밖에 없습니다.

 

태양풍의 종류

공상과학에서 사람들이 혹은 과학기술 문장에서 태양풍이라는 단어를 보게 됩니다. 하지만 태양풍은 하나의 이미지에 불과합니다. 이 바람은 저 바람이 아닙니다. 그것은 우리 지구상의 공기 흐름으로 형성된 풍성질과는 완전히 다릅니다. 쉽게 말해 태양풍은 태양 대기의 가장 바깥쪽 코로나에서 공간 쪽으로 지속적으로 투사되는 물질 입자의 흐름을 말합니다. 태양풍이라는 이름은 혜성과도 관련이 있습니다. 혜성이 태양과 가까워질수록 혜성이 더 뚜렷해지고 혜미가 길어지며 혜미의 방향이 항상 태양을 등지고 있는 것을 발견할 때, 태양이 바람과 비슷한 것을 방사하여 혜성에 영향을 미칠 수 있다는 추측을 하게 됩니다.

그 후 1958년 국가 인공위성에 있는 입자탐지기가  아름다운 모습의 태양을 탐지했습니다. 코로나의 구멍에서 미립자 물결이 나옵니다. 미국 과학자 파커는 태양풍이라고 이름 붙였습니다. 태양풍은 두 가지로 나뉘는데, 하나는 이른바 지(持)입니다. 태양풍이나 고요한 태양풍, 즉 비교적 사류속도가 적고 미립자도 많지 않은 태양풍입니다. 이 태양풍은 잔잔한 코로나 지역에서 시작됩니다. 처음에는 코로나 물질이 비교적 낮은 속도로 팽창하여 태양 표면에서 점점 벗어나게 됩니다. 태양으로부터 거리가 증가함에 따라 팽창 속도가 커지고 밀도가 계속 감소합니다. 지구에 도달할 때 사류 속도는 보통 초당 450km 정도입니다. 매 세제곱센티미터당 함질입니다.하위 수는 보통 10개를 넘지 않습니다. 이런 태양풍은 보통 지구에 미치는 영향이 그리 크지 않습니다.

다른 하나는 태양풍, 즉 태양이 활동하던 시기에 분사되는 입자의 흐름입니다.이런 태양풍은 태양 투사 물질과 사건이나 폭발로 발견됩니다. 이와 같이 고에너지 하전 입자의 대량 증가를 동반하기도 하는데, 그 사류 속도는 일반적으로 초당까지 도달할 수 있습니다. 1000~2000킬로미터이고 입자 밀도도 비교적 크며 세제곱센티미터당 양성자 수십 개를 포함할 수 있습니다. 태양풍 교란은 고속 고입자 함량의 특성 때문에 지구에 비교적 뚜렷한 교란을 일으킬 수 있습니다. 태양풍에 포함된 미립자는 주로 수소 입자와 헬륨 입자로 지구의 전리층에 도달하면 지구의 자기장에 요동을 줘 지구의 통신 등에 지장을 줄 수 있다는 이유에서다. 예를 들어 태양풍은 인공지구 위성을 합선시켜 전 세계의 위성통신에 장애를 초래하고 통신마저 두절시킬 수 있습니다. 항공기의 비행이나 인공위성의 경우 이런 통신장애가 재앙으로 이어질 때가 있습니다. 비행기는 눈이 먼 것처럼 지상을 항법하고, 위성은 지상 통신을 잃으면 방향을 잃고 지구 궤도를 이탈할 수도 있습니다.