태양, 가장 가까이서 촬영…"태양풍 연구에 한 발짝 더" [우주로 간다]

미국 항공우주국(NASA)의 태양 탐사선 '파커 솔라 프로브(Parker Solar Probe)’가 작년 말 태양 코로나를 통과하는 기록적인 비행을 통해 태양의 가장 가까운 사진을 촬영했다고 라이브사이언스 등 외신들이 최근 보도했다.

NASA는 파커 탐사선이 태양 표면 약 610만 km에서 떨어진 곳에서 촬영한 태양 사진을 최근 공개했다. 새 근접 촬영 이미지는 태양풍의 특징을 그대로 보여준다.

파커 태양 탐사선이 코로나에서 뿜어져 나오는 태양풍을 포착한 모습 (출처=NASA/존스홉킨스 APL/해군연구소)

태양풍은 태양의 외기권인 코로나에서 방출되는 대전된 입자의 흐름이다. 태양풍은 시속 약 160만km 이상 속도로 태양계를 통과하며, 자기장과 태양에서 방출된 물질과 결합해 오로라를 만들고 지구의 전력망에 영향을 주는 전류를 생성한다. 태양풍을 이해하고 예측하는 것은 우주비행사와 우주선을 보호하고, 강력한 태양 활동으로 인해 발생하는 사회 기반 시설 장애를 최소화하는 데 필수적이다.

2018년 발사된 파커 탐사선은 태양 탐사선용 ‘광시야 이미지 장치(WISPR)’와 ‘태양풍 전자 알파 및 양성자(SWEAP)’를 포함한 과학 장비를 탑재해 태양과 그 주변 환경에 대한 상세한 데이터를 수집하고 있다.

파커 태양 탐사선의 코로나를 촬영한 모습. CME(노란색)의 형성 과정을 보여준다. 이는 태양에서 태양계로 방출된 거대한 플라스마 덩어리다. (출처=NASA/존스홉킨스 APL/해군 연구소)

존스 홉킨스 응용물리학 연구소 WISPR 계측 과학자 안젤로스 부르리다스는 "이 이미지에서 코로나에서 플라스마와 자기장이 대규모로 방출되는 코로나질량방출(CME)이 기본적으로 서로 겹겹이 쌓이는 모습을 볼 수 있다”며, "이를 통해 CME가 어떻게 합쳐지는지 알아내고 있는데, 이는 우주 기상에 중요할 수 있다"고 설명했다.

태양풍에는 두 가지 유형이 있다. 빠른 태양풍은 초당 최대 800km의 속도로 이동하며 비교적 균일한 물질 흐름을 생성하며, 느린 태양풍은 더 밀도가 높고 예측 불가능하고 일정한 흐름이 아닌 돌풍 형태로 분다.

NASA의 태양탐사선 '파커솔라프로브'가 태양에 점점 더 가깝게 접근하는 모습 (사진=NASA)

파커 탐사선의 초기 데이터에 따르면, 이러한 돌풍은 태양에 가까워질수록 강도가 강해지고, 표면에서 2천360만km 떨어진 곳에서는 지그재그 모양의 구조를 띈 ‘스위치백(switchback)’이라는 자기장이 발생해 추가적인 난류를 형성하는 것으로 파악됐다. 또, 이런 스위치백이 빠른 태양풍과 관련이 있다는 사실도 발견했다. 하지만 더 밀도가 높고 변동성이 더 큰 느린 태양풍은 여전히 미스터리로 남아 있다.