태양에서 발생하는 강력한 지자기 폭풍(태양 폭풍)은 지구의 자기권과 전리권, 고층대기에 극심한 변화를 일으키며 인류의 첨단 기술과 우주활동에 심각한 영향을 미친다.
위성체 손상, GPS 오차 증가, 통신 교란, 지상 전력망 손상 등 사회·경제적 피해를 초래하며, 극항로 비행기 승무원 및 승객, 우주인의 안전에도 영향을 미친다.
지자기 폭풍은 태양의 플레어와 코로나질량방출(CME)로 인해 발생하며, 지구에 도달하면 자기장을 교란시킨다.
미국 국립해양대기청(NOAA)은 지자기 폭풍을 G1(약함)부터 G5(극심함)까지 등급을 나눈다.
지난해 5월, 21년 만에 가장 강력한 G5급 지자기 폭풍이 발생했고, 올해 1월 1일에는 G4급 폭풍이 일어났다.
한국천문연구원(천문연)은 국내외 관측 시스템을 활용해 G5급 폭풍의 원인과 물리적 메커니즘을 종합 분석했다.
분석에 따르면, 태양 활동 영역 13664와 13668의 복잡한 자기장 구조에서 발생한 X급 플레어와 다수의 CME가 주요 원인으로 밝혀졌다.
X급 플레어는 태양 플레어 강도 중 가장 강력한 등급으로, 지구 자기권에 강력한 영향을 미친다.
지자기 폭풍으로 지구 자기권이 강하게 압축되고 행성간 자기장과의 상호작용이 강화되면서 고위도 상층 대기에 에너지가 유입됐다. 이로 인해 지구 열권이 가열되고 전리권의 전자 밀도가 변화했으며, 남극 장보고과학기지와 영천 보현산천문대에서 오로라가 관측되었다. 또한, 거창 감악산 중성자 모니터를 통해 우주방사선 유입의 변화를 확인했다.
곽영실 한국천문연구원 책임연구원은 "G5급 지자기 폭풍을 다각도로 분석해 태양과 지구 자기권 상호작용, 전 지구적 영향과 메커니즘을 더 이해할 수 있게 됐다"며, "이는 태양활동 극대기인 올해 우주날씨 변화에 대한 이해에도 도움이 되며 앞으로의 대비책 마련에 좋은 기초자료가 될 것"이라고 전했다.
천문연은 태양 활동 극대기를 맞아 우주날씨 연구를 강화하고 있다.
1월 13일부터 15일까지 천문연 본원에서 한국우주과학회와 한국천문학회와 함께 워크숍과 겨울학교를 개최하며, 국내 연구자 100여 명이 최신 우주날씨 연구 동향을 발표할 예정이다.
이러한 연구는 지구와 우주 간 상호작용에 대한 이해를 높이고, 첨단 기술과 인류 안전을 위한 대비책 마련에 기여할 것으로 기대된다.
배동현 ([email protected]) 기사제보
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