태양 폭발의 절정은 오고 있는가?

태양 폭발의 정점?

 

태양의 폭발적 정점이 당초 예상보다 더 빨리, 그리고 더 강력하게 도달할 것이라고 정확하게 예측한 태양 물리학자가 라이브 사이언스와의 인터뷰에서 이미 시작되었을 수 있다고 말합니다. 그러나 폭발이 끝난 후 한참이 지나야 확실히 알 수 있을 것입니다.

 

태양 극대기가 되면 태양의 보이지 않는 자기장 선이 서로 얽히면서 흑점이 더 폭발적으로 형성될 수 있습니다. (이미지 출처: NASA/SDO/AIA/LMSAL)

 

처음에는 내년까지 발생할 것으로 예상되지 않았지만, 태양은 이미 약 11년 주기의 태양 주기 중 가장 활동적이고 위험한 단계인 태양 최대기에 접어들었을 수 있다고 한 전문가가 라이브 사이언스와의 인터뷰에서 말했습니다. 하지만 앞으로 몇 년 동안 태양이 다시 진정되기 시작할 때까지는 확실히 알 수 없을 것입니다.

 

태양 최대기에는 태양 표면을 뒤덮는 어두운 색의 흑점 수가 크게 증가합니다. 그 결과 더 빈번하고 강력한 태양 폭풍이 발생하며, 그중 일부는 지구에 충돌하여 전파 정전과 놀라운 오로라를 일으킬 수 있습니다.

 

이러한 활동의 급증은 태양의 자기장 선이 점차 더 얽히기 때문에 발생합니다. 그러나 태양 최대 극의 어느 시점에서 이러한 자기장 선이 끊어지면서 별의 자기 극이 완전히 뒤집혀 남극과 북극이 서로 바뀌는 현상이 발생합니다. 그 후 태양은 진정되기 시작하여 결국 다음 주기가 시작되기 전에 흑점과 태양 폭풍이 거의 완전히 사라지는 태양 최소기에 도달합니다.

 

2019년, 미국 국립해양대기청(NOAA)에서 운영하는 우주 기상 예측 센터(SWPC)는 그 해에 시작된 현재 태양 주기(태양 주기 25)에 대한 예측을 발표했습니다. NOAA, NASA 및 국제 우주 환경 서비스의 과학자들로 구성된 패널이 작성한 이 예측에 따르면 다가오는 태양 최대 현상은 이전 주기(태양 주기 24)의 상대적으로 약한 최대 현상에 비해 크기가 비슷할 것이며 2025년에야 도달할 것으로 예상했습니다.

 

 

태양의 극대기가 온다?

 

그러나 다른 과학자들은 곧 태양의 불 같은 행동이 이 예측과 다르다는 것을 알아챘습니다. 흑점이 예상보다 훨씬 더 자주 발생하고 강력한 태양 폭풍이 예상보다 훨씬 더 자주 분출되었습니다. 그리고 지난 6월, 몇몇 연구자들은 라이브 사이언스와의 인터뷰에서 태양 극대기가 초기 예측보다 더 일찍 시작되고 더 활발해져 2024년 초에 도달할 가능성이 있다고 말했습니다.

 

지난 몇 년 동안 태양의 모습은 급격하게 변했습니다. (이 이미지는 2021년 2월(왼쪽)과 2023년 10월(오른쪽)의 태양의 차이를 보여줍니다.) (이미지 출처: ESA & NASA/태양 궤도선/EUI 팀)

 

그 연구자 중 한 명은 태양 물리학자이자 콜로라도 국립대기연구센터의 부소장인 스콧 매킨토시입니다. 2019년에 태양 주기 25기가 시작되면서 McIntosh와 그의 팀은 이전에 알려지지 않은 유형의 자기 이상 현상인 태양 종말 현상이 과거에 기록된 대부분의 최대치를 앞질렀다는 사실을 발견했습니다. 가장 최근의 태양 종말을 살펴본 후, McIntosh의 팀은 초기 예측이 틀릴 수 있다는 것을 깨달았고 나중에 이 정보를 사용하여 Live Science에서 보고한 대체 태양 주기 타임라인을 그렸습니다.

 

이러한 발견은 태양 주기 25 예측 패널에서는 고려되지 않았습니다. 그러나 지난 10월, SWPC는 초기 예측이 잘못되었음을 인정하고 사상 처음으로 올해 1월에서 10월 사이에 태양 최대 현상이 나타날 가능성이 높다는 업데이트된 예측을 발표했습니다.

 

태양 종말 사건의 타이밍(적도에서 파란색과 빨간색 선이 사라지는 시기)은 과거 태양 주기의 시작에 나타난 흑점의 재출현과 완벽하게 일치합니다. (이미지 크레딧: Scott McIntosh)

 

 

SWPC 업데이트 이후 몇 달 동안 태양 활동은 12월에 급격히 정점을 찍고 1월에 이례적으로 소강상태를 보이는 등 기복이 심해 언제 태양이 최대치를 기록할지 가늠하기 어려웠습니다. 하지만 최근 2월에 활동이 급증한 것으로 보아 태양의 최대 활동이 시작되었을 가능성이 있습니다.

 

맥킨토시는 라이브 사이언스와의 이메일 인터뷰에서 "우리는 확실히 그 활동 단계에 접어들고 있다고 생각합니다."라고 말했습니다. 그러나 태양 흑점 수가 다시 감소하기 시작한 후 언제 정점에 도달했는지 알 수 있기 때문에 공식적인 태양 최대치의 시작과 끝을 실시간으로 정확히 파악하기는 어렵다고 McIntosh는 말했습니다.

 

SWPC는 일반적으로 태양 흑점 수가 최대치를 기록한 후 최소 7개월 후에 공식적으로 태양 최대치가 시작된 시점을 발표한다고 라이브 사이언스의 자매 사이트인 스페이스닷컴이 이전에 보도한 바 있습니다. 따라서 우리는 몇 년 동안 공식적으로 언제 시작되었는지 알 수 없습니다.

 

그러나 매킨토시는 태양의 자기장의 강도를 통해 태양 최대점의 도래를 추적할 수 있는 또 다른 방법이 있다고 말했습니다.

 

맥킨토시는 태양 최대치를 앞두고 태양 극의 자기장 강도는 감소하다가 극 반전 중에 결국 0에 도달한다고 말했습니다. 우리는 이를 실시간으로 추적할 수 있으며, 지난 몇 달 동안 극지방의 자기장 강도는 "0 근처를 맴돌고 있다"고 그는 덧붙였습니다.

 

1월의 태양 활동 소강 상태는 태양 최대가 실제로 시작될 가능성이 낮다는 것을 의미했습니다. 따라서 매킨토시는 우리가 태양의 폭발적인 정점에 진입하고 있다고 확신하기 전에 활동의 '급증'을 기다리고 있었습니다. 그리고 그 급등은 2월에 일어났을지도 모릅니다.

 

2월 22일, 태양은 6년여 만에 가장 강력한 X등급 플레어를 방출했습니다(이미지 출처: NASA/SDO).

2월 17일, 태양의 남극 근처에서 거대한 플라즈마 기둥이 분출했다.(이미지 출처: 에두아르도 샤베르거 푸포(Eduardo Schaberger Poupeau)

 

AR 3590으로 알려진 거대한 흑점이 최근 태양에 출현하여 24시간 이내에 세 번의 X급 플레어를 토해냈습니다.(이미지 출처: Michael Karrer)

 

지난달, 태양의 가장 강력한 폭발 유형인 X급 태양 흑점이 24시간 이내에 6년 만에 가장 강력한 플레어를 포함하여 세 번의 X급 흑점을 내뿜는 등 거대한 흑점 하나가 다시 등장했습니다. 사진작가들은 또한 태양의 남극 근처에서 분출하는 거대한 플라즈마 기둥과 또 다른 대규모 플레어 후 유령 같은 플라즈마 고리의 멋진 사진을 포착했는데, 이 두 가지 모두 태양 최대점 부근에서 더 흔하게 볼 수 있는 현상입니다.

 

그렇다면 (비공식적으로) 태양 최대치가 도래했다면 무엇을 기대할 수 있을까요? 맥킨토시는 약 1년 정도 지속되거나 그보다 짧게 지속될 것이라고 말했습니다. 흑점이 줄어들기 시작하겠지만, 강력한 태양 흑점 폭발의 수는 실제로 태양 최대점 이후에 최고조에 달할 것이며, 이는 몇 년 동안 태양 폭풍이 증가한다는 것을 의미한다고 그는 덧붙였습니다.

 

가장 큰 폭풍이 지구에 부딪히면 지상 기반 시설에 영향을 미치고 저위도에서 광범위한 오로라를 유발하고 위성이 지구로 다시 떨어질 수 있습니다.

 

과거 연구에 따르면 태양 폭풍으로 인한 지자기 교란은 고래와 같은 이동하는 동물의 항해 능력에도 영향을 미칠 수 있다고 합니다. 그 결과 향후 몇 년 동안 고래 좌초가 증가할 수 있습니다.

 

 

2023년 전체 흑점 수(여기서는 시간 경과로 표시)는 이전 해보다 훨씬 더 많았습니다.(이미지 출처: Şenol Şanlı)