“400년 만에” 태양 폭풍 수수께끼 풀었다…학계 일제히 주목

태양 폭풍 수수께끼가 400년 만에 풀렸다.

지난 12일부터 지구적으로 관측된 오로라는 태양 폭풍으로 인해 발생했다. 태양 폭풍은 오로라를 선사하지만, 지구 자기장을 교란해 전력망, 무선 통신망, 위성 시스템에 피해를 줄 수 있다. 태양 폭풍을 예측하기 위해서는 태양 자기장 활동의 근본 원리를 이해하는 것이 중요하다.

17세기 갈릴레오 갈릴레이가 태양 흑점을 관측한 이후 400년 동안 과학계는 태양 자기장 생성 원리를 밝혀내기 위해 노력해 왔다. 최근 영국 에든버러대 제프리 바실 교수 연구팀이 새로운 수치 시뮬레이션을 활용해 태양 자기장 생성 위치를 밝혀냈다.

연구팀은 태양 표면 근처의 가스와 플라스마의 운동 패턴을 계산한 결과, 태양 자기장 활동이 태양 표면 아래 약 2만 마일(약 3만2000km) 지점에서 시작된다는 사실을 밝혀냈다. 이는 기존 이론인 ‘심층 이론’에서 주장하는 태양 표면 아래 약 13만 마일 지점에서 시작된다는 주장과 다르다.

기존 이론은 태양 표면 근처에서 일어나는 ‘비틀림 진동’ 현상을 설명하지 못했다. 태양은 고체가 아니기 때문에 위도에 따라 자전 속도가 달라 비틀림이 발생한다. 이 비틀림 진동은 태양 내외부의 가스와 플라스마 순환 패턴으로, 11년 주기로 반복된다.

연구팀은 태양 자기 활동의 극대기도 11년 주기로 돌아온다는 사실에 주목하고, 비틀림 진동을 설명할 수 있는 새로운 수치 시뮬레이션을 개발했다. 미국항공우주국(NASA)의 슈퍼컴퓨터를 활용해 태양 표면 근처의 가스와 플라스마 운동 패턴을 시뮬레이션 분석한 결과, 태양 자기장의 근원지가 태양 표면 아래 약 2만 마일 지점에서 시작된다는 사실을 확인했다.

이번 연구 결과는 태양 폭풍 예측과 피해 대비에 중요한 의미를 가진다. 연구팀은 1859년 캐나다를 강타해 초기 전신 시스템을 손상시킨 ‘캐링턴 사건’을 언급하며 태양 폭풍의 위험성을 강조했다. 연구팀은 캐링턴 사건과 비슷한 수준의 태양 폭풍이 미국을 강타하면 약 1조에서 2조 달러(약 2728조 원)의 피해가 발생할 것으로 예상한다고 밝혔다.

이번 연구는 태양 자기장 생성 원리를 밝혀내 태양 폭풍 예측과 피해 대비에 도움을 줄 것으로 기대된다.