새로운 태양 탐사선의 첫 번째 임무는 태양의 가장 바깥 대기를 이루고 있는 코로나를 탐사하는 거래. 사실 태양의 코로나는 아주 신기한 비밀을 가지고 있거든. 대체 무슨 비밀인지 궁금하다고?

표면보다 더 뜨거운 코로나의 비밀!

태양의 코로나는 과학자들에게 흥미로운 연구 대상이에요. 바로 수수께끼 같은 온도 때문이지요. 열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동해요. 따라서 열과 빛을 내는 태양의 중심핵에서 멀어질수록 온도가 낮아져야 하지요.

그런데 태양 표면 온도는 5500℃인 반면, 그보다 더 바깥에 있는 코로나의 온도는 100만~200만℃ 이상이에요. 이는 코로나의 온도를 증가시키는 특별한 원인이 있다는 뜻이지요. 파커 솔라 프로브는 바로 이 비밀을 밝혀낼 예정이랍니다.

개기일식 때 관측한 코로나의 모습. 태양 바깥으로 뻗어나간 흰 부분이 코로나다.

과학자들은 이에 대해 많은 이론을 내놓았어요. 현재는 두 가지 이론이 손꼽히고 있어요.

첫 번째는 ‘파동 가열’ 이론이에요. 태양은 엄청나게 뜨겁기 때문에 물질을 이루고 있는 원자가 원자핵과 전자, 이온 등 입자들로 나누어져 있지요. 이를 ‘플라스마’ 상태라고 해요. 태양의 대류층은 이런 플라스마 상태의 입자들이 움직이면서 여러 종류의 파동을 만들어내요.

과학자들은 공기 중으로 음파가 전달되는 것처럼, 이 파동이 태양 내부의 열을 코로나에 전달한다고 생각하고 있어요. 한국천문연구원 태양우주 환경그룹 김연한 연구원은 “전자레인지에서 발생하는 마이크로파가 물 분자를 진동시켜서 음식을 데우는 것처럼, 태양에서도 파동이 코로나 입자를 가열시킨다는 이론”이라며, “실제로 관측을 통해 태양에서 파동 현상이 많이 발생하고 있다는 것을 알게 됐다”고 말했어요.

두 번째는 파커 교수가 제시한 이론으로, 태양 표면의 ‘나노플레어’가 코로나에 에너지를 전달한다는 거예요. 태양 표면에서는 플레어라는 거대한 폭발이 일어나는데, 그보다 더 작은 규모의 나노플레어가 더 자주 발생해요.

나노플레어라고 해도 지구보다 큰데다 핵폭탄 폭발과 맞먹는 위력이에요. 그래서 폭발할 때마다 근처 태양 대기의 온도가 1100만℃까지 올라가지요.

➊ 태양의 대류층에서 플라스마 입자들이 움직이면서 만든 파동이 코로나에 열을 전달하는 모습.
➋ 수많은 나노플레어가 폭발하면서 생긴 열이 코로나로 모이는 모습을 나타낸 그림.

게다가 나노플레어는 1초당 수백만 번이나 일어나요. 수많은 나노플레어들이 폭발해 모인 열로 코로나의 온도가 높게 유지될 수 있는 거예요.

서울대학교 천문학부 이정우 교수는 “현재 과학자들은 둘 중 하나를 선택하기보다는 두 이론이 모두 코로나의 높은 온도를 설명한다고 생각한다”며, “다만 태양의 영역마다 더 우세한 원인이 다른데, 이를 관측하기 위해 탐사선을 보내는 것”이라고 말했어요.

이를 위해 파커 솔라 프로브에는 태양의 자기장과 파동을 측정하는 기기와, 코로나를 자세하게 찍을 수 있는 망원경이 달려 있답니다.

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Intro. 미션 임파서블, 펄펄 끓는 태양을 탐사하라!
Part 1. [탐사일지] 태양 탐사는 계속된다!
Part 2. [새 탐사선] 파커 솔라 프로브
Part 3. [미션 1] 코로나의 수수께끼를 풀어라!
Part 4. [미션 2] 태양풍을 관측해 대비하라!
Part 5. [미션 임파서블] 태양열을 견뎌라!