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천문연-NASA, 태양 연구 난제 해결 실마리 제공

2021-01-18 기사
편집 2021-01-18 15:03:01
 장진웅 기자
 woong8531@daejonilbo.com

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차세대 관측 장치로 코로나 온도·속도 동시 측정

첨부사진12017년 8월 미국에서 개기일식 동안 관측된 태양 코로나. 사진=한국천문연구원 제공


태양 연구 관련 난제로 꼽히는 코로나 가열과 태양풍 가속의 비밀이 풀릴 수 있을까. 한국천문연구원(천문연)과 미항공우주국(NASA)이 난제 해결의 실마리 역할을 할 연구 결과를 내놔 주목받는다.

18일 천문연에 따르면 태양 대기의 가장 바깥 영역인 코로나는 태양 표면인 광구보다 밝기는 어둡지만, 온도는 훨씬 높다. 또 코로나에선 태양풍이라 불리는 빠른 속도의 플라스마가 뿜어져 태양계 전체로 확장된다. 이러한 코로나의 높은 온도와 태양풍의 작동 원리는 아직 밝혀지지 않았다.

이에 천문연은 NASA와 함께 난제 해결을 위해 차세대 태양 코로나 관측 장치인 '코로나그래프'를 개발했다. 일반적인 코로나그래프가 편광 관측을 통해 K-코로나 영역 전자 밀도 측정만 가능하지만, 천문연과 NASA가 개발한 코로나그래프는 편광 관측을 비롯해 K-코로나 전자의 온도와 속도 값을 2차원 영상으로 구현할 수 있는 최초의 장치다.

실제 연구진은 해당 장치를 통해 세계 최초로 코로나 영역 전자 온도와 속도를 동시에 측정하는 데 성공했다. 측정 결과 코로나 구조물의 온도는 약 100만℃, 속도는 초속 260㎞인 것으로 나타났다. 이는 차세대 코로나그래프의 핵심 기술을 성공적으로 검증했다는 평가를 받는다.

연구진은 차세대 코로나그래프를 더 발전시켜 오는 2023년 국제우주정거장(ISS)에 설치할 계획이다. 국제우주정거장용 코로나그래프는 소호(SOHO), 파커(Parker Solar Probe)와 같은 기존 태양 탐사선보다 훨씬 적은 비용으로 우주 공간에서 지구 대기 간섭 없이 장기간 연속적인 태양 코로나 관측이 가능하다.

천문연 김연한 책임연구원은 "이번 국제우주정거장용 코로나 그래프 개발은 저비용 고효율의 태양 탐사 연구에 대한 독자적 활로를 개척함과 동시에 태양 연구의 난제인 코로나 가열과 태양풍 가속 비밀의 실마리를 푸는 데 큰 기여를 할 것"이라고 강조했다.

한편, 태양 표면 온도는 6000℃ 정도지만 대기층인 코로나의 온도는 100만-500만℃로 알려져 있다. 열은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동한다는 물리학 법칙대로 태양 내부 핵의 열이 순서대로 전달된다면 표면(광구)이 코로나보다 더 뜨거워야 하지만, 태양 대기인 코로나 온도가 광구보다 월등히 높다.장진웅 기자





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