지난 2019년, 전 세계를 떠들썩하게 만든 바이러스가 나타났다. 바로, ‘코로나-19’이다. 매우 많은 사망자를 냈을 정도로 무시무시한 바이러스인데, 이 바이러스의 이름은 왜 코로나가 되었을까? 해답은 코로나-19의 형태에서 찾을 수 있다. 현미경으로 관측하였을 때, 바이러스 주변으로 빛이 퍼져 나가는 듯한 모양을 하고 있어 그렇다. 이러한 모양을 ‘코로나’라고 부르기에, 바이러스의 이름은 자연스럽게 그 모양을 본떠서 코로나라고 짓게 된 것이다.
그렇다면, 코로나 모양을 한 또 다른 것들도 있지 않을까? 라는 생각이 들 수도 있다. 실제로 우리가 알고 있는 것에도 코로나 모양을 한 것들이 존재한다. 대표적으로, 낮에 볼 수 있는 유일한 별인 태양에 존재하는데, 이것도 역시 모양대로 ‘코로나’라고 부른다. 어떻게 생겼는지 아래의 사진을 보면서 확인해 보자.
검은색 동그라미 주변에 보이는 것이 바로, 코로나이다. 코로나는 태양의 대기층으로 태양 표면 주변을 둘러싸고 있으며, 위의 사진에서도 볼 수 있듯이 중심에 있는 원을 기준으로 퍼져 나가는 것을 알 수 있다. 그런데, 코로나는 태양에 있는 것인데 대체 태양은 어디에 있는 걸까? 놀랍게도, 앞서 이야기한 검은색 동그라미 아래에 태양이 숨어있다. 평소에는 태양 표면이 너무나도 밝기에, 코로나는 잘 보이지 않는다. 따라서, 표면이 가려지는 특정 시기에만 관측할 수 있는데, 이때가 바로 개기일식이다.
개기일식이 일어나면 태양 표면 주변에서 일렁이는 코로나를 발견할 수 있는데, 코로나는 항상 같은 모양을 하고 있지 않다. 계속 움직이면서 다른 모양을 만들어 내며, 이는 태양 활동과 관련이 있다. 태양 활동이 적을 때에는 주로 적도 지방에 몰려 있어, 극지방에는 코로나홀이라고 하는 코로나가 비어 보이는 부분이 생긴다. 반대로, 태양이 활발하게 활동할 때는 적도 지방과 극지방에 비교적 고르게 분포하고 있지만, 자기장이 집중된 흑점 부분에서 두드러지게 나타난다. 따라서, 코로나의 모양만 보고도 태양 활동이 어떠했는지 알 수 있다. 위의 사진을 예시로 들어보도록 하겠다. 2017년 8월 21일 미국 오리건주에서 일어난 개기일식 때 촬영된 사진으로, 코로나가 고르게 분포하고 있지 않고 한쪽으로 쏠려 있는 모습을 보아 태양 활동이 적은 시기의 코로나라는 것을 알 수 있다. 실제로, 2017년은 태양 활동이 가장 적은 극소기였다.
이러한 코로나는 사진으로만 보았을 때 뜨거울 것 같지 않지만, 실제로는 약 200만K1)이라는 매우 높은 온도를 보인다. 그에 비해, 제일 빛나는 표면은 5,800K 정도밖에 되지 않는다. 보통, 온도가 높을수록 더 밝을 것으로 생각하기에, 당연히 표면보다 코로나가 더 밝아야 할 것 같지만 이 경우에는 조금 다르다. 온도보다는 오히려, 밀도가 더 큰 영향을 미치고 있어 이러한 경우가 발생한 것이다. 태양 표면은 온도에 비해 매우 큰 밀도를 갖고 있는데, 코로나와 비교하였을 때 약 천만 배나 차이가 날 정도이다. 이는 마치, 성냥 1개를 켰을 때와 여러 개를 켰을 때 차이를 보이는 것과 같다. 표면이 얼마나 밝은지는 사진을 보면 알 수 있다. 위의 코로나 사진과 비교해 보아도 밝은 것이 눈에 보일 정도이다.
보통, 대기에서는 다양한 활동이 일어나는데, 코로나에서는 ‘코로나 루프’라고 하는 신기한 현상이 나타난다. 커다란 고리 모양을 하고 있으며, 100만K을 기준으로 3가지 종류로 나눌 수 있다. 기준 온도보다 낮으면 차가운 루프, 비슷하면 따뜻한 루프, 높으면 뜨거운 루프라고 부른다. 이러한 코로나 루프는 흑점에 있는 자기장과 관련이 있으며, 태양 주기에 따라 흑점의 개수가 변하듯이 코로나 루프의 개수도 달라진다. 일반적으로, 태양 활동이 활발한 극대기에 흑점과 코로나 루프의 개수가 많고, 활동이 적은 극소기에 개수가 적다. 코로나 루프가 어떤 모양으로 생겼는지는 아래 사진과 같다.
우리에게는 조금 먼 존재지만, 지구에서 가장 가까운 별인 태양이 갖고 있는 코로나의 비밀에 대해서 알아보았다. 지금은 코로나라고 했을 때, 바이러스인 코로나가 먼저 떠오를 정도로 사람들의 관심은 바이러스에 집중되어 있지만, 미래에는 하늘에서 환하게 빛을 내는 태양을 먼저 떠올렸으면 하는 희망이다. 그때가 된다면, 위의 내용을 바탕으로 주변 사람들에게 코로나 현상을 설명해 주는 것도 좋을 것 같다.
- K: 우주에서 사용하는 온도 단위로, 켈빈(Kelvin)이라고 읽는다. 우리에게 익숙한 섭씨 단위로 나타내면 0K은 -273.15℃이다.