어린이과학동아&수학동아 기사

여러분 2024년 5월 11일에 전 세계에서 오로라가 관측되었다는 사실, 알고 계셨나요?

21년만에 우리나라에서도 오로라가 관측되었다고 합니다.

하지만 이번에 촬영된 강원도 화천에 오로라는 모두 육안으로 관측할 수 없고,전문 카메라와 관측장비로만 확인 되었다고 합니다.

▲ 2024년 5월 11일, 우리나라 강원도 화천에서 관측된 오로라 입니다. (출처:용인어린이천문대 소속 박정하,심형섭씨)

극지방에서만 관측되는 오로라가 한반도와 같은 중위도에서 관측되는건 매우 이례적 인데요,

우선 왜 오로라가 발생되는지 부터 알아보겠습니다.

오로라는 태양에서 나온 입자가 지구의 대기로 진입하며 공기 입자와 충돌해 만들어 지는데요.

지구 자기력선을 따라 움직이던 플라즈마 상태의 태양풍 입자들 중 일부는 지구 자기장으로 인해 지구의 양쪽 자기극으로 쏟아지면서 오로라를 만들어냅니다.

태양풍 입자들은 질소나 산소와 같은 기체들을 들뜬 상태로 만들고,들뜬상태의 입자들이 바닥상태로 전이하면서

에너지 차이 만큼의 빛을 내는 건데요,

산소의 경우 들뜬 상태에서 준안정 상태로 전이하면서 녹색선을 만들고,

준안정 상태에서 바닥상태로 적색선을 만드는 것 입니다.

( 전이 뜻: 양자 역학에서, 입자가 어떤 에너지의 정상 상태에서 에너지가 다른 정상 상태로 옮겨 감. 또는 그런 일)

(자기력선 뜻: 자기장의 크기와 방향을 나타내는 선. 유리판 위에 쇳가루를 뿌리고 그 유리판을 자석 위에 놓고 가볍게 흔들면 쇳가루가 자기력을 따라 줄지어 곡선 모양을 그린다.)

(자기장; 뜻 자석의 주위, 전류의 주위, 지구의 표면 따위와 같이 자기의 작용이 미치는 공간. )

그럼 도데체 왜 극지방에서만 오로라가 포착되는 것 일까요?

바로 '지구자기장'때문입니다.

우리가 살고 있는 지구에도 '자기장'이라는 것이 존재하는데요,

지구자기장은 지구의 내부의 원인에 의해 나타나는 자기장으로 지구로부터 상당히 먼 우주까지 뻗쳐있다고 합니다.

▲ 이해를 돕기 위한 자료입니다.(출처: 공생공존,뇌력심체력님 블로그)

사진에서 나와 있는것과 같이 지구는 S극과, N극이 존재합니다.

남극쪽이 N극, 북극쪽이 S극 이죠.

오로라가 주로 극지방에서만 발생하는 이유는  지구자기장의 구조와 관련이 있습니다.

지구의 자기장은 자기력선이 극지방에서 지구 내부로 들어가는 형태를 띄고 있습니다.

따라서 태양풍의 전하를 띈 입자들이 이 자기력선을 따라 이동하게 됩니다.

극지방의 대기 조건도 오로라가 생기기 적절합니다.

극지방은 대기가 매우 얇고, 대기 중의 기체 농도가 다른 지역보다 낮기 때문에 전하를 띈 입자와의 충돌이 더 잘 일어납니다.

이런 이유로 오로라가 더 잘 관측되는 것이죠.

▲이해를 돕기 위한 사진입니다.(출처:나의 패랭이역 블로그)

그럼 이번에는 왜 우리나라,미국 캘리포니아 와 같은 중위도 지역에 오로라가 포착되었을까요?

바로 21년 만에 가장 강력한 태양 폭풍 때문입니다.

미국의 항공우주국 NASA의 태양 관측위성은 태양 활동이 활발한 증거인 다수의 흑점군을 발견했습니다.

▲태양으로부터 분출된 입자들이 우주 공간으로 나오는 모습입니다.이 입자들의 흐름이 바로 '태양폭풍'입니다.

(출처:위키피디아)

▲ 현재 태양주기 중 가장 큰 흑점인 AR3590(왼쪽)이 강력한 태양 플레어로 폭발하는 장면(오른쪽)입니다.

(출처:NASA)

2024년~2026년은 태양 활동이 극에 달하는 '태양 활동 극대기'로, 방송/통신 장애,위성 오작동 위험이 높아질 수 있다고 합니다.

5월 18일~19일에도 다시 우리나라에 오로라가 생길수도 있다고 합니다.

지금까지 이 긴 글 읽어 주셔서 감사합니다.

도움이 되셨다면 좋겠습니다.