2013년 태양폭풍.....

지구 밖 우주에는 원자 폭탄보다 1억 배나 강력한 무기가 있습니다. 그 무기의 공격 한 번에 대륙 전체가 암흑천지로 변할 수도 있고, 인류가 우주 시대에서 석기 시대로 순식간에 퇴보할 수 있습니다. 이 무기는 인간이 만든 것이 아니라 바로 우리의 태양입니다. 태양 표면에서 발생한 폭발은 매우 강력하고 엄청난 에너지파를 방출해서 측정이 거의 불가능합니다. 우주 기상학자 조 컨치스는 지구의 기상 규모와는 비교할 수 없는 이 엄청난 태양 폭풍의 규모에 놀랐습니다. 우리는 전에도 공격을 받았고 또 다시 공격의 표적이 될 수 있습니다. 2013년, 강력한 태양폭풍이 지구를 위협할 것으로 NASA가 경고하고 있습니다.

 

태양의 자기장 고리 태양은 주성분이 수소인 기체 덩어리입니다. 지구 100만 개가 들어가고도 남을 정도로 거대한 크기를 자랑하는 이 태양의 에너지는 중심부인 핵에서 생성됩니다. 온도가 섭씨 1,500만 도에 육박하고 1초마다 수소 수백만 톤이 헬륨으로 바뀌기도 합니다. 이 핵융합으로 500만 톤이 넘는 에너지가 발생하고, 1초 동안 방출되는 태양 에너지가 태초 이래 전 세계가 사용한 에너지양보다 많습니다.   이 에너지의 부산물로 다량의 자기가 발생하는데, 거대한 자기장 고리들이 표면을 뒤덮고 있고 핵에서 거품처럼 솟아오른 후 수십만 km 높이의 태양 대기까지 치솟았다가 다시 가라앉습니다. 자기장 고리는 매우 거대해서 양옆으로 16만 km의 여유를 두고 지구가 통과할 수 있습니다.

 

지구와 같은 행성에서는 모든 부분이 축을 중심으로 매일 자전하지만, 동적인 기체로 이루어진 태양에서는 적도의 자전 주기는 25일, 극의 자전 주기는 35일입니다. 따라서 자전과 함께 자기장 고리는 늘어나고 왜곡이 일어나게 됩니다. 양성자와 전자로 구성된 초고온의 플라스마가 수십억 톤씩 흐르는 이 고리가 때로는 태양 폭풍이 임박했다는 첫 징후가 됩니다.

지구 생존의 키를 쥔 태양, 그리고 자기권 태양 표면에서 폭풍이 발생합니다. 방사능 물질 100억 톤이 달에 비처럼 쏟아져 내립니다. 지구와 달리 달에는 대기가 없어서 방사능 효과를 막아 주지 못합니다. 우주 비행사들이 달에 있을 때 태양 폭풍이 몰아쳤다면 치사량의 방사능을 흡수했을 것입니다. 거대한 태양 폭풍이 곧장 지구로 날아온다면 우리는 피할 수도 없습니다. 강력한 위력을 지닌 방사선파는 행성간 우주로 물결처럼 퍼져 나갑니다.   1989년 3월 13일 북반구 전역에서 수백만 명이 '오로라 보리알리스'라는 화려한 빛의 향연, 바로 북극광을 목격했습니다. 이것은 수백km 상공에서 발생한 충돌의 명백한 증거입니다. 눈에 보이지 않는 지구의 방어막인 자기권과 태양 사이의 전쟁입니다. 태양은 생존에 필요한 모든 것을 우리에게 제공합니다. 하지만 우리를 지켜주는 자기권이 없다면 순식간에 모든 것을 빼앗아 갈 수도 있습니다.

 

지구 전체를 완전히 감싸고 있는 눈에 보이지 않는 자기권 막은 지구의 핵에서 흘러나옵니다. 이는 남극을 뚫고 나와 지구 전체를 감싼 후 다시 북극을 뚫고 내려갑니다. 자기권이 없다면 모든 지구 생명체가 태양의 고에너지 방사능 물질에 매우 취약해질 것입니다.

코로나 물질 분출, CME 100억 톤에 달하는 물질이 태양의 대기에서 폭발하며 거대한 분출을 일으킵니다. 지구의 자기권이 막아 주지 않으면 폭발로 생성된 고에너지 입자가 지구의 대기를 벗겨 낼 수도 있습니다. 태양면 폭발이 총구의 섬광이라면 CME(코로나 물질 분출)는 탄환입니다. 과학자들은 CME의 발생 원인을 아직도 정확히 모르지만, 이것은 태양의 코로나에서 형성됩니다. 태양을 둘러싼 대기인 코로나는 수백만 km씩 우주로 뻗어 나오고 온도가 섭씨 160만 도에 육박하며 표면보다 200배 정도 뜨겁습니다.   태양 대기 하단부에는 자기 난류와 자기력이 존재해서 외기권이 우주로 폭발하는 원인을 제공합니다. CME에는 전하를 띤 입자와 자기장이 뒤엉켜 있으며 태양 물질로 구성된 초고온의 탄환이라고 할 수 있습니다.

 

CME는 태양면 폭발과 비슷해 보이지만 100배나 더 강력합니다. CME를 알기 전에는 태양에서 관측된 태양면 폭발로 지구에서 자기 폭풍이 발생한다고 여겨졌습니다. 태양에 대해 더 많은 사실이 밝혀지면서 CME가 자기 폭풍을 일으킨다는 것을 알게 되었습니다. 태양면 폭발 이후에는 대부분 CME가 뒤따라 발생합니다.

 

히노데가 전송한 태양 폭발 영상 2006년 9월, 일본은 태양의 복잡한 자기장 지도를 3년에 걸쳐 작성하는 임무를 수행할 히노데 위성을 발사했습니다. 이 위성이 전송한 정보는 태양 폭풍을 예측하는 열쇠가 될 수도 있습니다. 히노데는 600km 상공에서 지구 둘레를 돌며 카메라로 태양의 대기를 감시하고 역대 가장 선명한 태양의 표면 사진을 전송합니다. 2006년 12월, 히노데는 자기장 고리가 끊어지며 대형 태양면 폭발이 일어나고 시속 160만 km가 넘는 속도로 태양계를 향해 폭발하는 획기적인 영상을 전송합니다. 카렐 슈라이버는 이 자료를 이용해 최초로 폭발 전의 태양 폭풍을 컴퓨터 모델로 만들었습니다. 거대한 태양면 폭발을 유발한 것은 자기장을 흐르는 전류입니다. 각각의 가닥은 태양 내부에서 미리 짜맞추어 진 전류이고 표면을 뚫고 나오며 모습을 드러내며 태양면 폭발을 일으킵니다. 자기장이 가장 가깝게 얽혀 있는 지점에서 전류도 가장 강합니다.

 

강처럼 흐르는 붉은 구역의 에너지는 원자폭탄 10억 개와 맞먹고 태양면 폭발과 함께 이 에너지를 순식간에 방출합니다. 이 에너지의 양은 원자폭탄 100만 개가 동시에 터지는 것보다 100만 배나 높습니다. 폭발 전, 지구보다 두터웠던 붉은 전류의 강은 폭발 이후 거의 다 사라집니다. 퀘벡 정전 사태 발생 3일 전 이와 똑같은 현상이 발생했습니다. 히노데가 태양면 폭발이 있기 전 이렇게 밀집된 자기선을 발견하면 다음 태양 폭풍이 언제 닥칠지 예측할 수 있을지도 모릅니다. 이런 기술이 나오기 전까지 우주 기상 예측에는 400년 전에 개발된 ‘흑점 분석’ 방식이 계속 사용되었습니다.

  

태양 폭풍이 온다! 태양 폭풍의 다음 공격 시점은 아무도 모릅니다. 우리는 그 어느 때보다 복잡하고 기술적으로 발전해 있는 삶을 살고 있지만, 기술이 주는 이 편리함이 몰락을 초래할 수도 있습니다. 전기로 작동하는 모든 것이 태양 폭풍의 공격에 취약합니다. 갑자기 모두 사라지는 것은 문제가 아니지만, 항상 가장 문제가 되는 것은 바로 공격 시점입니다. 태양 활동 극대기인 2013년까지는 3년밖에 안 남았고, 지구는 다시 사선에 놓일 수도 있습니다. 하지만, 이런 맹점을 해결하기 위해 2006년 NASA는 ‘스테레오’라는 2단계 인공위성을 발사했습니다.

 

 

 

글·영상 내셔널지오그래픽채널