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"현재 강한 지자기폭풍 진행중" 10년 만에 발생한 초대형 태양 섬광이 원인

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2017년 09월 08일 13:00 프린트하기

 

지난 9월 6일 발생한 태양 섬광현상(플레어). 동반된 물질분출현상(CME)의 영향으로 현재 지구에 지자기폭풍이 진행중이다. - NASA SDO 제공
지난 9월 6일 발생한 태양 섬광현상(플레어). 동반된 물질분출현상(CME)의 영향으로 현재 지구에 지자기폭풍이 진행중이다. - NASA SDO 제공



지금 하늘이 청명해 보이지만, 실은 당신의 머리 위에서 보이지 않는 폭풍이 휘몰아치고 있다. 태양이 일으킨 자기장 폭풍이다.


태양 입자가 지구 자기장을 교란하는 강한 ‘지자기폭풍’이 오늘(8일) 오전 발생해 진행 중인 것으로 확인됐다. 지자기폭풍은 전기를 띤 태양 입자가 대량으로 지구 대기권 밖을 강타해 발생하는 현상으로, 심하면 위성 등 일부 전자, 통신 장비에 오작동을 일으키고 지상에 정전이 일어날 수 있다. 한국은 아직 피해가 발생하지는 않았지만, 영향이 더 큰 북미 지역은 최악의 경우 정전 사태까지도 일어날 수 있어 주의가 필요하다.

 

이재진 한국천문연구원 태양우주환경그룹장은 “지난 6일 태양 표면에서 물질방출현상(CME)이 발생하며 날아온 입자들이 오늘 아침 지구에 도착해 지자기폭풍을 일으켰다”며 “(자기장 활동의 세기를 나타내는) ‘Kp 지수’가 오늘 오전 9시 최고 수준까지 올라갔다”고 밝혔다. Kp 지수는 지구 자기장이 태양 입자와 만나 만드는 교란의 정도를 등급화한 것으로, 0~9등급까지 있으며 숫자가 클수록 지구에 미치는 영향도 크다. 이 수치를 실시간으로 모니터링하고 있는 미국공군이나 미국해양대기청의 자료를 확인한 결과, 오전에는 Kp 지수가 8이었고, 12시 현재 8과 9 사이에서 상승과 하락을 반복하는 중이다. 이 그룹장은 “9등급은 지난 10년 사이에도 1~2번 나타났을 정도로 드물다”며 “추이를 지켜보는 중”이라고 말했다.

 

 

8일 12시 30분경 미국공군의 Kp 지수. 한때 거의 9에 육박했다. 지금은 조금 정체될 것으로 보인다. - spaceweatherlive.com 제공
8일 12시 30분경 미국공군의 Kp 지수. 한때 거의 9에 육박했다. 지금은 조금 정체될 것으로 보인다. - spaceweatherlive.com 제공

이번 지자기폭풍은 지난 6일 강력한 태양 섬광현상(플레어)이 관측되면서 예견됐다. 플레어는 태양 표면부터 그 위 대기 공간인 ‘채층’까지 일시에 밝아지는 현상으로, 보통 태양 표면에 있던 전기를 띤 입자들이 폭발하듯 뿜어져 나가는 현상(CME)도 같이 일어난다. NASA는 이 때 방출된 물질이 초속 1700km의 속도로 날아와 한국 시간으로 오늘 오후에 지구에 도착할 것으로 예측했는데, 실제로는 예상보다 훨씬 빨리 도달했다.

 

이 그룹장은 “강한 CME가 발생한다 해도 물질이 지구 쪽을 향해 분출됐느냐, 자기장의 방향이 남쪽을 향하느냐 등에 따라 피해가 달라지는데 현재 도착한 CME는 두 조건 모두 지구에 피해를 많이 입힐 수 있는 쪽”이라며 “다행히 한국은 낮이라 큰 피해가 예상되지는 않는다”고 말했다. 다만 “북미 대륙은 좀더 피해가 클 수 있다”며 “지자기폭풍이 땅 속 전류에도 영향을 미쳐 정전까지도 일어날 수 있다”고 경고했다.
 
한편 CME와 함께 발생한 섬광현상(플레어)은 역사적으로도 손꼽히는 플레어가 될 전망이다. 태양물리학자들은 플레어를 세 대의 미국의 정지기상위성 고즈(GOES) 시리즈가 측정한 X선 강도에 따라 A, B, C, M, X등의 등급으로 나눈다. 각 등급은 에너지가 10배 차이이고, 하나의 등급은 다시 규모에 따라 숫자로 1에서 9까지 나뉜다. X 등급은 가장 강력한 등급인데, 이번 플레어는 X9.3으로 지난 10여 년 사이에 가장 강한 플레어였다. 이 그룹장은 “최근은 태양 활동이 아주 저조한 극소기에 매우 강한 플레어가 발생한 점이 특이하다”고 말했다.

 

 

한국천문연구원 우주환경연구센터 홈페이지. 오전 늦게부터 우주환경등급 중 자기폭풍등급을
한국천문연구원 우주환경연구센터 홈페이지. 오전 늦게부터 우주환경등급 중 자기폭풍등급을 '경보'로 나타내고 있다. - 한국천문연구원 우주환경연구센터 홈페이지 제공


(BOX) 플레어와 CME


플레어는 태양 표면의 자기력선이 배배 꼬이다 못해 끊어지면서 일어나는 일종의 폭발이다. 태양의 내부에는 뜨겁게 달궈진 물질들이 녹아 오르락 내리락 대류현상을 보이는데, 이 과정에서 태양 표면에 강력한 자기력선이 형성된다. 이 자기력선들은 마치 실이 엉키듯 매우 복잡하게 꼬여 있는데, 이 가운데 플러스(+)와 마이너스(–)의 서로 다른 자기장을 띠고 있는 자기력선이 충돌하면 자기력선이 끊어졌다 다시 재결합하는 일이 벌어진다. 이때 발생하는 섬광이 플레어다.


플레어와 자주 함께 일어나는 물질분출현상(코로나 질량 방출, CME)은 태양 표면의 복잡한 자기력선이 꼬이다 일시에 풀리거나 끊기면서, 자기력선에 매여 있던 전기를 띤 물질 입자들이 한꺼번에 방출되는 현상이다.

 

☞ 관련기사 : 심성 꼬인 태양이 버럭하다(과학동아 2015년 6월호)


이번 플레어가 10년 사이에 가장 강했지만, 관측 역사상 최고 수준의 플레어는 못 미친다. 태양을 본격적으로 관측하기 시작한 2000년대 이후 가장 강력한 플레어는 2003년 일어났는데, 측정장비가 잴 수 있는 수준을 뛰어넘어 버렸다. 과학자들은 이번 플레어보다 4.5배 이상 강력한 X45 등급으로로 추정하고 있다. 이후 2000년대 초중반만 해도 이번 플레어의 2배 이상인 X20에 이르는 플레어가 종종 일어났는데, 2006년 이후 명맥이 끊겼다.

 

 

지난 9월 6일 발생한 태양 섬광현상(플레어). 동반된 물질분출현상(CME)의 영향으로 현재 지구에 지자기폭풍이 진행중이다. - NASA SDO 제공
지난 9월 6일 발생한 태양 섬광현상(플레어). 동반된 물질분출현상(CME)의 영향으로 현재 지구에 지자기폭풍이 진행중이다. - NASA SDO 제공
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