우주에도 날씨가 있다!!

오로라는 주로 북극과 남극을 비롯해 북유럽, 캐나다 북부 등 극지방 근처 상공에서 일어나는 현상입니다. 하늘을 수놓는 아름다운 빛을 관찰하기 위해 많은 사람이 해마다 멀리 여행을 떠납니다. 오라라는 실제로 보면 눈을 뗄 수 없습니다. 아름다운 빛의 향연은 우주 기상 덕분에 볼 수 있는 자연 현상입니다. 태양에서 방출되는 플라스마 입자가 지구 대기권 상층부의 자기장과 마찰하며 발광해 오로라가 발생하는 것이지요.

 오로라는 지구가 태양과 연결되어 시각적으로 보여줍니다. 태양은 지구로부터 1억 킬로미터 이상 떨어진 곳에서 빛과 온기를 제공할 뿐만 아니라 다양한 천문 현상을 발생시키며 지구에 깊은 영향을 주고 있습니다.  태양은 전자, 이온, 양성자 등 전하를 띤 하전 입자를 끊임없이 방출하며 태풍을 만듭니다. 태양풍은 지구를 향해 날아오다가 지구를 둘러싼 자기장 영역, 즉 자기권에 부딪힙니다. 대부분은 지구를 비껴가지만, 일부 하전 입자는 자기장과 상호작용을 하며 지구 대기권으로 유입됩니다. 특히 극지방에서는 자기장이 강하게 작용해 이 입자들이 집중적으로 모입니다. 이들이 지구 대기 상층의 전리층 기체와 충돌하면서 에너지를 방출하는데, 이때 발생하는 빛이 바로 오로라입니다. 즉 오로라는 태양 에너지와 지구 자기장이 함께 만들어낸 자연의 합작품인 셈입니다. 북극에서 관찰되는 오로라는 북극광 남극에서 관측되는 오로라는 남극광이라고 합니다. 오로라는 대부분은 푸르스름한 녹색으로 태양풍의 에너지가 강한 경우 더 많은 하전 입자가 기체와 부딪혀 붉은색이나 보라색으로 나타나기도 합니다. 오로라의 형태는 커튼형, 원형, 나선형, 불규칙형 등 다양합니다. 태양풍뿐만 아니라 태양에서 일어나는 크고 강렬한 폭발, 플레어가 일어나면 그 빛은 빠른 속도로 태양계에 퍼져나갑니다. 지구에서는 태양에서 플레어 폭발이 일어난 지 약 8분 후에야 그 빛을 볼 수 있지요. 이때 나온 하전 입자 덩어리들은 짧게는 하루, 길게는 3일 후 지구에 도착해 자기장과 충돌합니다. 이때는 오로라뿐만 아니라 더 강력하고 심각한 결과도 발생합니다. 강력한 태양 폭발은 지구 자기권에 지자기 폭풍이라는 일시적인 교란을 일으킵니다. 지자기 폭풍이 발생하면 통신과 GPS를 담당하던 인공위성이 영향받거나 작동이 중단되고, 지구와 가까운 우주에 있던 우주비행사가 위험에 처할 수 있으며, 심한 경우 지구의 전력망 자체에 심각한 피해가 발생할 수 있습니다. 전하를 띤 입자가 대기 상층부로 진입하며 전류를 발생시켜 지상 전력망에까지 영향을 미치는 것입니다. 지자기 폭풍이 일어날 경우, 대기권을 벗어나 지구 주변을 도는 인공위성이나 국제우주정거장은 우주기상 현상으로 인해 발생하는 고에너지 방사선에 노출될 수 있습니다. 과학자들은 우주정거장과 우주비행사의 안전은 물론, 지구의 통신 및 전력 시스템을 보호하기 위해 태양에서 발생하는 태양풍과 지자기 폭풍의 영향을 예측하고 기록하며 피해를 최소화할 방법을 꾸준히 연구하고 있습니다. 현재까지 인류가 갖고 있는 유일 방어 수단은 지구 궤를 도는 다양한 인공위성의 관측을 기반으로 우주 기상 예보와 사전 경고 체계입니다.