"앗 뜨거워…태양 플레어 온도는 6천 만도" [우주로 간다]

태양에서 분출되는 강력한 태양 플레어가 기존 추정치보다 6배나 더 뜨거운 온도로 폭발한다는 연구 결과가 나왔다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 11일(현지시간) 보도했다. 이번 연구는 이번 달 초 국제학술지 ‘천체물리학저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)’에 실렸다.

태양 플레어는 태양 대기에서 일어나는 거대한 폭발로, 강력한 방사선을 뿜어낸다. 이 현상은 위성을 교란시키고 무선 신호를 방해하며, 우주비행사에게 잠재적인 위험을 주는 것으로 알려져 있다.

NASA 태양역학관측소가 살펴본 태양에서 X 1.5등급 태양 플레어가 폭발하는 모습 (출처=Helioviewer.org)

스코틀랜드 세인트 앤드류스 대학 알렉산더 러셀이 이끄는 연구진은 태양 플레어로 가열된 태양 대기의 입자가 무려 섭씨 6천만 도에 달할 수 있다고 보고했다. 이는 기존 예측치 1천만~4천만 도보다 수천만 도나 높은 수준이다.

러셀은 "이는 보편적인 법칙으로 보인다”고 밝혔다. 그는 "이런 효과가 이미 지구 근처 우주 공간과 태양풍, 그리고 시뮬레이션에서 관측된 바 있지만, 이를 태양 플레어와 연결 지은 연구는 없었다"고 덧붙였다.

1970년대 이후 천문학자들은 태양 플레어에서 나온 빛의 특이한 현상에 주목했다. 강력한 망원경을 사용해 빛을 분리해 관측하면 원소 고유의 ‘스펙트럼 선’이 이론상 예측보다 훨씬 더 넓거나 흐릿하게 보였기 때문이다.

과학자들은 이를 태양 플라즈마에서 발생하는 난류 탓으로 여겨왔다. 끓는 물에서 거품이 무질서하게 일어나는 것처럼, 플라즈마 속 전하 입자들의 빠르고 불규칙한 움직임이 빛을 여러 방향으로 흩뜨릴 수 있다는 것이다.

하지만, 연구진은 난류가 형성되기 전 스펙트럼 선이 넓어지기도 했고 선의 모양도 난류 흐름과 맞지 않게 너무 대칭적이라며 기존 설명에 의문을 제기했다. 대신 연구진은 더 단순한 설명을 내놨다. 태양 플레어로 가열된 입자들의 온도가 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 더 높다는 것이다.

태양에서 X등급의 태양 플레어가 폭발하는 모습 (사진= NASA/SDO)

태양 플레어를 발생시키는 자기장이 끊어졌다가 다시 정렬되는 ‘자기 재연결’ 과정을 실험과 시뮬레이션으로 분석한 결과, 전자의 온도는 1천만~1천5백만 도까지 도달하는 반면, 이온의 온도는 6천 만도를 넘어설 수 있다는 것을 발견했다. 전자와 이온(전하를 띤 원자 또는 분자)이 열을 공유하는 데는 몇 분이 걸리기 때문에, 이 온도 차이는 태양 플레어의 거동에 영향을 줄 만큼 충분히 오래 지속된다.