태양은 우리가 살고 있는 태양계의 대장인만큼 크고 힘이 센데, 얼마나 센지 그 영향력은 어마어마하다. 그중의 하나가 바로 날씨이다. 보통, 날씨라고 하면 햇빛이 쨍쨍하거나, 비나 눈이 내리는 것을 떠올릴 것이다. 우리에게는 매우 일상적인 현상이지만, 아쉽게도 우주에는 이러한 날씨는 존재하지 않는다. 그렇다면, 대체 우주에서의 날씨가 의미하는 것은 무엇일까?
바로, 태양이 영향을 미치는 것을 날씨라고 한다. 정확하게는 태양 활동으로 지구 자기권1)과 전리권2) 등의 우주 환경이 변하는 현상을 말한다. 우주 날씨는 태양의 영향을 받기에 태양 활동 주기에 따라 변화한다. 지난번에도 이야기하였듯이 태양 주기는 약 11년으로, 2025년 기준으로 매우 활발하게 활동하는 극대기이다. 따라서, 현재 우주 날씨는 매우 뚜렷하게 나타나는 시기라고도 할 수 있다.
사진 출처: NASA/GSFC/SOHO/ESA – 왼쪽: 태양 표면에서 지구로 향하는 코로나 질량 방출3), 오른쪽: 지구 자기권과 상호작용하는 코로나 질량 방출
우주 날씨에는 어떤 현상들이 있을까? 흑점, 플레어, 태양풍, 오로라 등이 있다. 어떻게 이게 날씨인가 싶겠지만, 이 현상들은 모두 태양 활동으로 발생하는 현상들이라는 점에서 우주 날씨라고 할 수 있다. 간단하게 설명하자면, 흑점은 태양 표면에서 나타나는 현상으로, 자기장이 흐르지 못하고 모여서 생겨나는 부분이다. 그렇기에, 많은 에너지를 갖고 있으며, 이 근처에서 에너지를 방출하기 위한 커다란 폭발인 플레어가 나타난다. 또한, 이러한 폭발로 인하여 태양 입자들이 바깥으로 뿜어져 나오게 되고, 이 입자들이 흐르는 것을 태양풍이라고 한다. 태양풍과 지구 자기권이 만나면 입자들이 상호작용을 하여 아름다운 색채를 만들어내는데, 이것이 오로라이다.
사진 출처: 에일슨 공군 기지 – 알래스카 곰 호수 위의 오로라
이러한 우주 날씨는 사람이 직접 가서 눈으로 관측할 수 없기에 위성이나 탐사선을 이용하여 관측한다. 현재에도 다양한 위성과 탐사선이 활약하고 있지만, 지난 9월 24일 NASA(미국항공우주국)와 NOAA(미국해양대기청)는 총 3개의 새로운 탐사선을 발사하였다. 이 탐사선들은 모두 지구-태양 사이의 우주 기상을 관측하기 위해 만들어진 것으로, 우주 폭풍과 지구 코로나 등을 대표적으로 관측할 예정이다.
앞으로, 우주 기상 탐사선들이 임무를 수행하여 더 신속하고 정확하게 우주 날씨에 대해서 알 수 있게 될 것이다. 또한, 이를 바탕으로 우주 날씨가 지구에 미칠 영향을 대비할 수 있는 좋은 방안들을 얻게 될 것이고, 탐사선이 지구로 신호를 보내는 데에 불과 몇 분밖에 소요되지 않아 빠르게 상황을 알고 대처할 수 있을 것으로 예상된다. 새로 발사된 탐사선들의 활약을 기대하며 기사를 마치도록 하겠다.
- 자기권: 천체의 자기장에 의해 제어되는 전하를 띠는 입자들이 모여 있는 영역을 말한다.
- 전리권: 지구 대기 60~1,000km 상공으로, 태양 복사선에 의해 중성인 대기 분자들이 양 또는 음전하를 가진 이온 형태로 만들어지는 곳이다. 이 과정을 이온화 또는 전리라고 한다.
- 코로나 질량 방출: 대규모의 태양풍 폭발 현상으로, 보통 흑점에서 나타난다. 지금과 같은 극대기에는 하루에 3번 정도 발생한다.