상대적으로 온도 낮은 곳11년 주기로 극대-극소기 반복, 폭발 세면 지구 피해 엄청나
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2~3시간 이상 단파 통신이 두절돼극지방의 통신 장애 현상이 일어났습니다.저고도 위성은 궤도를 수정해야 합니다.위성 위치 추적 장애뿐 아니라통제가 불가능 합니다.지구 고위도에서 비행하는 승무원의 피폭위험도가 높아북극을 지나는 항공기는 항로를 변경해 우회해야 합니다.피폭? 원자로에 문제가 생긴 것일까?항공기, 위성이 궤도를 벗어나고통신 장애까지..대체 무엇 때문에이런 어마어마한 상황이 일어난 것일까?바로 태양 흑점 폭발 때문이다.하지만 지구에서 태양까지는약 1억 5,000만 km나 떨어져 있다.둘의 거리는 이렇게 멀지만태양 흑점이 폭발하면단계에 따라 지구에 여러 영향을 줄 수 있다.
- ▲ 지난달 30일 발생한 흑점 폭발 사진.
흑점, 정체를 밝혀라.태양을 보면 표면에 검은 반점으로 보이는 것이 흑점이다.흑점은 광구의 특정 지점에서 강력한 자기장이 형성되면서에너지 대류과정이 느려지고자기장 부분 온도가 떨어지면서상대적으로 어둡게 보인다.하지만 어둡게 보인다 해도4,000~4,500K(켈빈온도)로 매우 높다.단지 광구 온도가 약 5,700K로 더 높을 뿐.흑점은 보통 단독으로 보이기 보다쌍 혹은 집단으로 눈에 띈다.흑점 크기는 1,500km의 작은(?) 것부터십만여 km에 이르기까지 다양하다.태양의 흑점 수명은 짧으면 1일에서 수 개월에 이르지만대부분 한 달 이상을 넘기지 못한다.태양 흑점 수는11년 주기에 따라 변한다.우주전파환경 교란 횟수와 정도도 함께 변한다.형성되는 평균위도 또한 주기적이다.사라지기 전까지는 같은 위도에 존재하고이후에는 더 낮은 위도에서 생성되는 경향을 보인다.그러면서 점점 적도부근까지 내려오게 되고,마지막 흑점이 사라지면,새로운 흑점은 위도 ±40°에서 생겨난다.이렇게 반복하면서나비도표를 만들어 낸다.(이러한 경향을 시간의 함수로 만들고,태양 흑점이 태양표면을 덮은비율과 함께 나타낸 그래프가 나비도표다.)
- ▲ 태양 흑점 위치를 표현한 나비도표.
흑점 폭발, 뭐가 날라오는거야?흑점이 폭발하면 높은 에너지가 함께 분출된다.다량의 빛, 전자파 에너지 입자가 함께 나오는데이들이 지구에 영향을 주면서 전리층과 자기장이 교란된다.[X선],[고에너지입자(양성자)],[코로나물질(양성자․전자․헬륨 등)]이우주공간으로 방출된다.태양 흑점이 폭발할 경우미국 위성 및 세계 여러 곳에 배치된관측장비의 측정 데이터 값을 기준으로자동으로 규모를 결정한다.태양 X선의 세기,유입된 태양입자의 양(개수),지구자기장 교란 정도 등국제기준에 따라 최대 5단계로 구분한다.태양 폭발 등급은 A, B, C, M, X 등급으로 나눠M등급 이상 폭발하면 경보를 울린다.혹자는 태양 흑점 폭발을핵폭탄이 터지는 것과 같다고 표현한다.보통 흑점 폭발은수소폭탄 100만개의 파괴력을 가진 것으로 추정한다.
- ▲ GOES 위성(미국 NOAA의 정지궤도 위성)에서 관측한 태양 X선 자료
태양에서 방출되는 X선의 양을두 개의 파장대역(노란색(0.5～4.0 Å),빨간색(1.0～8.0 Å))에서 관측하며이 중 빨간색의 데이터가 전파두절 경보발령에 사용된다.태양전파 활동 : X-ray 관측결과 전력속 밀도를 단위별로 등급화(A, B, C, M, X).
M1 이상 전파폭발 발생 시 경보,
태양입자 방출 : 10MeV 이상 에너지를 가지는 양성자 개수를 측정, 10개 이상 관측될 경우 경보.
지자기 활동 : 지구자기장 변화를 KP지수로 10단계(0~9)로 등급화. KP지수 5 이상일 경우 경보.
HF(High frequency) 통신 : 전리층 이용한 대륙 간 장거리 통신. 선박-항공기, 국제 방송에 사용.
LF(Low frequency) 통신 : 먼 바다를 항해하는 선박 간 원거리 통신에 사용.
흑점 폭발, 피해는?태양 흑점이 폭발하면 통상적으로[X선]은 8분,[고에너지입자]는 수시간,[코로나물질]은 1~3일 후에지구에 도달해 전리층과 지구 자기장을 교란시킨다.[X선]은 지구 낮 시간대 지역의 전리층을 교란시켜단파통신 장애 및 위성-지상 간 통신장애가 생겨GPS 신호 수신 오류 등이 일어날 수 있다.[고에너지입자]는우주비행사 피폭,위성의 태양전지판 훼손,북극항로를 운항하는 항공기의 단파통신 장애 및항공기 승객 피폭 가능성이 있다.[코로나물질]의 경우전리층 교란을 통한 단파통신 장애,지구 자기장 교란에 따른 유도전류로 인해전력시설 파손될 수 있다.흑점, 사라지면 좋나?지금까지 살펴본 흑점은우리에게 엄청난 영향을 끼치면서해로운 일을 할 뿐, 긍정적인 역할에 대해서는 아직 보지 못했다.하지만,그렇다고 흑점이 사라진다면또 다른 악영향을 미칠 수 있다.아직까지 정확하게 밝혀진 것은 아니지만태양 흑점 수와 지구 기후 변화와 상관성이 있다고 한다.지난 1645년부터 1714년 사이 흑점 수가 급감했는데추위가 극심했다.맨해튼에서 스태튼 섬까지 얼어붙을 정도였다고.이때가 [소빙기] 시기와 일치했다.태양 흑점이 감소하는 해에는태양복사에너지 방충량도 줄어든다는 것을 말한다.이는 태양 활동이 지구 기후에 영향을 준다는 것을 말해주지만아직 태양복사에너지 변화가 어떻게 작용하는지는연구 중이라고 한다.[사진 = TV조선 캡처, 우주전파센터]
