태양의 "마지막 숨겨진 구석"을 공개하다

(댄 트리) - 역사상 처음으로 인류가 태양의 남극을 관측하면서, 솔라 오비터의 대담한 임무 덕분에 천체물리학 연구의 새로운 시대가 열렸습니다.

천체물리학 연구의 역사적 전환점

태양 궤도선이 처음으로 촬영한 태양의 남극(사진: ESA/NASA).

오늘(6월 12일)은 우주 탐사 역사상 중요한 날로 기록될 날입니다. 솔라 오비터 탐사선이 태양 남극의 선명한 이미지를 최초로 제공했기 때문입니다. 남극은 인류가 지금껏 직접 관찰한 적이 없는 지역입니다.

이 사진은 우주에서 촬영된 희귀한 사진일 뿐만 아니라 태양 물리학의 새로운 장을 열었습니다. 태양계 중심별의 자기장, 태양풍, 11년 주기의 신비가 체계적이고 과학적으로 풀리기 시작한 것입니다.

태양극: 미지의 땅

많은 사람들은 여전히 ​​지구와 인간의 천문대가 모두 태양을 공전하기 때문에 우리는 언제나 태양계 중심에 있는 별의 탁 트인 전망을 볼 수 있을 것이라고 생각합니다.

하지만 실제로 우리는 황도면, 즉 천구를 가로지르는 태양의 겉보기 경로에만 놓여 있으므로 별의 극은 항상 직접 볼 수 없습니다.

수십 년 동안 과학자들은 태양의 극점을 우주 지도의 "백지 상태"에 비유해 왔습니다. 이는 태양의 극점이 엄청난 잠재력을 지니고 있지만, 도달하기 매우 어렵다는 것을 의미합니다.

11년마다 태양 자기장의 극성이 반전되고, 이 주기가 정확히 북극과 남극에서 시작된다는 사실이 밝혀지면서 이러한 사실은 더욱 중요해졌습니다. 이 영역들은 직접 관측할 수 없기 때문에 자기장 반전 과정은 천체물리학에서 여전히 큰 미스터리로 남아 있습니다.

태양 남극의 미스터리가 처음으로 밝혀졌습니다(일러스트레이션: 게티).

유럽 ​​우주국(ESA)과 NASA의 공동 프로젝트인 솔라 오비터는 특별히 설계된 궤도를 가지고 있으며, 2월에 황도면에서 17도 기울어져 이러한 전통적인 관측 한계를 넘어섰습니다.

태양이 가장 활동적인 단계에 접어들 때, 즉 극지방의 정확한 순간에 우주선이 남극의 선명한 이미지를 접근하여 기록한 것은 이번이 처음입니다. 이때는 극지방의 역전이 가장 뚜렷하게 나타납니다.

관측 가능 영역에 진입한 후, 솔라 오비터의 세 가지 주요 기기는 자기장 측정, 빛의 편광 관측, 자외선 파장에서 태양 대기의 섬세한 구조 포착을 통해 귀중한 데이터를 수집하기 위해 협력했습니다.

그뿐만 아니라, 우주선은 전이대(온도가 수백만 ºC까지 치솟는 영역)의 이온을 분석하여 플라즈마 흐름의 역학과 온도를 기록했습니다.

초기 결과에 따르면 남극의 자기장은 매우 혼란스러운 상태에 있으며, 이는 지속적인 극 반전을 반영합니다.

특히, 열 지도는 전이 영역의 탄소 이온이 매우 다른 속도와 방향으로 움직이는 것을 보여주는데, 이는 거대 별에서 방출되는 하전 입자의 연속적인 흐름인 태양풍의 역학을 반영합니다.

위의 분석을 통해 우리는 처음으로 태양풍이 지구 자기권에 미치는 직접적인 영향을 정확하게 평가할 수 있게 되었습니다.

우주 날씨 연구의 새로운 시대

탄소 이온의 분포를 보여주는 태양 남극의 복사도 지도(출처: ESA/NASA).

자기 폭풍, 오로라, 위성 신호 교란과 같은 현상은 오랫동안 태양풍과 태양 자기장 변화와 관련이 있다고 여겨져 왔습니다. 그러나 극지방의 직접적인 관측 자료 부족으로 인해 인류의 우주 기상 예측 능력은 제한되었습니다.

솔라 오비터가 수집한 데이터는 역사적 의미만 있는 것이 아니라 심오한 실용적 의미를 지니고 있어 항공, 통신, 전력망, 심지어 미래 임무에 참여하는 우주인의 건강에 영향을 미치는 우주 현상에 대한 예측 모델을 개선하는 데 도움이 됩니다.

하지만 ESA 천체물리학자 다니엘 뮐러에 따르면, 이것은 지구에서 가장 가까운 별의 가장 큰 비밀을 발견하는 여정에서 단지 "천국으로 가는 첫 걸음"일 뿐입니다.

솔라 오비터는 율리시즈(1994~2008) 이후 가장 높은 기술적 한계인 17도의 경사각에 도달했지만, 이 우주선은 앞으로 몇 년 동안 경사각을 계속 높여 2026년에는 24도, 2029년에는 33도에 도달할 예정입니다.

이를 통해 태양 극의 "정상 시점"에서 더욱 선명한 관찰 결과를 기록할 수 있습니다.

여행 내내 풍부하고 지속적으로 업데이트되는 데이터를 보관하는 Solar Orbiter는 앞으로도 수년간 일련의 천체물리학 연구 프로젝트의 중심이 될 것입니다.

이 함선은 미래의 변칙적인 우주 현상에 대비해 효과적인 방어 전략을 구축하는 데 중요한 플랫폼을 제공할 것으로 기대됩니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ven-man-goc-khuat-cuoi-cung-cua-mat-troi-20250612073737594.htm