d라이브러리

선조가 꼼꼼하게 남긴 기록은 후대 천문학자의 연구에 선물이 됩니다. 최근에는 태양 활동의 새로운 주기를 밝혔죠. 우리 선조의 기록으로 어떻게 새로운 주기를 찾았을까요?

일관된 흑점 기록이 중요한 단서

태양 표면에서 일어나는 일 중 가장 흥미로운 현상은 바로 ‘흑점의 활동’입니다. 흑점은 강한 자기장에 의해 에너지가 이동하지 못해 나타나는 현상으로, 태양에서 주변보다 낮은 온도를 지녀 검은 점처럼 보입니다. 이 흑점은 개수가 많아졌다가 줄어드는데요, 제멋대로 변하는 게 아니라 꽤 정확한 주기성을 띠고 있지요. 수백 년간 천문학자들이 태양 표면을 관측한 결과 가장 대표적인 태양 흑점의 주기는 약 11년입니다. 조금 긴 주기로는 60년이 있습니다. 

그런데 최근 양홍진 한국천문연구원 연구원팀이 흑점이 ‘240년’ 주기로도 활동한다는 사실을 밝혀냈습니다. 이 새로운 발견에 연구팀이 이용한 도구는 거대한 천체망원경이 아닌 우리 선조가 남긴 오래된 기록이었습니다. 

연구팀은 고려사와 조선왕조실록에 기록된 흑점 관측 자료 55개에 중국의 중요한 사서 기록을 포함해 분석했습니다. 그 결과 기존에 알려진 11년과 60년 주기뿐만 아니라  240년 주기까지 찾았습니다. 예를 들어 흑점은 1400년 초반까지 많아지다가 1520년쯤까지 차츰 감소하고, 다시 1650년쯤까지 증가했습니다. 전과 후에도 240년을 주기로 같은 현상이 반복됐죠. 

한반도는 천 년 동안 고려에서 조선으로 한 번 밖에 국가가 바뀌지 않았고, 국가가 바뀌었어도 고려의 자료가 조선으로 그대로 전승됐습니다. 따라서 기록이 연속적이고, 표현 방법이 일관돼 긴 기간을 분석하는 게 가능했던 것입니다.

수학적으로 완벽한 태양의 흑점 주기 240년

사실 태양이 240년 주기로 활동한다는 주장은 이번이 처음은 아닙니다. 유럽의 한 학자가 중국의 옛 문헌을 토대로 주장했지만, 신빙성이 없어 받아들여지지 않았지요. 양 연구팀은 연구 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 ‘몬테카를로 방법’으로 검증을 했습니다. 

몬테카를로 방법은 무작위로 추출된 난수를 이용해 우연적 결과로 유의성을 검정하는 방법입니다. 자료가 신빙성이 있다는 가설을 세운 뒤 그 가설이 유의수준을 기준으로 얼마나 믿을 만한지 따지는 거죠. 연구팀은 918년부터 1910년까지 약 천 년 동안 관측한 흑점 관련 데이터를 무작위로 뿌리는 시행을 10만 번 반복했습니다. 

그 결과 흑점의 활동이 11년, 60년, 240년 주기로 활동한다는 주장이 유의수준 99.73%와 99.99%에서 모두 타당하다는 결과를 얻었습니다. 

조상의 미미한 흔적? 기후 변화 암시!

양 연구원팀은 태양 활동이 기후 변화에 미치는 영향을 조사하는 과정에서 서리 기록이 온도 변화를 나타내는 지표임을 알아냅니다. 서리는 추울 때 내리는데요, 일 년 중에 서리가 오지 않는 기간을 ‘무상기간’이라고 합니다. 늦은 봄의 마지막 서리가 내린 날에서 초가을 첫 서리가 내리는 날까지지요. 이 무상기간이 짧으면 그 해는 추운 것이고, 길면 따뜻한 겁니다. 

그런데 조선 때 남긴 서리 기록 700개를 조사하자 서리가 급격히 줄어든 시기도 240년 주기성을 보였습니다. 태양의 흑점 활동이 기후 변화에 영향을 준다는 사실이 드러난 겁니다. 태양 흑점의 수가 늘어날 때 지구 기온이 낮아지는 거라면 언제 또 큰 추위가 올지도 알 수도 있지요.