최초의 태양 코로나 자기장지도 공개 -Sciencetimes

인류는 여전히 태양계의 중심 별인 태양에 대해 잘 모릅니다. 태양의 표면 온도는 약 5500 ℃이고 태양 대기의 가장 바깥 쪽 부분 인 코로나의 온도는 100 만 ℃를 초과합니다. 이 온도 반전은 태양의 신비 중 하나로 간주됩니다.

코로나는 또한 태양풍의 원천입니다. 이온화 된 플라즈마 상태의 태양풍은 자기장을 따라 이동합니다. 따라서 태양 자기장의 흐름을 안다면 태양풍의 움직임을 정확하게 예측할 수 있습니다.

지난달 중국 북경 대학교와 국립 대기 연구 센터 (NCAR)의 연구원을 포함한 국제 연구팀은 세계 최초의 ‘태양 코로나 자기장지도’를 만들어 Science에 발표했다. 이지도를 통해 지금까지 알지 못했던 태양의 신비를 풀 수있을 것으로 기대된다.

NASA의 SDO 위성이 포착 한 태양 코로나 활동. © 뉴캐슬 노섬 브리아 대학교

알펜 파를 추적하여 코로나 자기장 매핑

코로나는 밀도가 태양 표면의 약 1 천만 분의 1이기 때문에 매우 어둡습니다. 그래서 당신은 개기 일식 동안 잠시만 그것을 볼 수 있습니다. 별빛을 숨기고 주변 사물을 볼 수있는 ‘코로나 그래프’개발 이후 코로나를 제대로 관찰 할 수 있었다.

국제 연구팀은 하와이 마우나 로아 태양 천문대에 설치된 ‘CoMP (Coronal Multi-channel Polarimeter)’를 사용하여 코로나에서 Alfvén 파도의 흐름을 추적했습니다. 알펜 파는 자기장에서 플라즈마와 같은 전기 전도성 유체에서 발생하는 작은 자기 파이며이를 추적하여 자기장의 흐름을 결정할 수 있습니다.

영국 노섬 브리아 대학의 연구원 인 Richard Morton은“CoMP에서 수집 한 태양 코로나 데이터는 알펜 파동으로 가득 차 있습니다. 지진 학자들이 지진파를 사용하여 지구의 내부 구조를 밝히는 것처럼 우리는 알펜 파를 사용하여 태양의 속성을 조사했습니다.”

이론적 PFSS 모델에 의해 계산 된 코로나의 자기장 흐름. © Yang et al. / 과학 2020

때때로 태양은 자기 에너지를 폭발시킵니다. 이 폭발은 엄청난 양의 코로나 물질을 우주로 날려 버립니다. 자기장이 지구를 향하면 강한 태양풍이 불어 지상의 위성 네트워크 나 전력망을 방해 할 수 있습니다.

연구 논문의 제 1 저자 인 베이징 대학의 연구원 인 Zihao Yang은“태양 자기장은 항상 변하고 있습니다. 우리는 Alpen 파동을 사용하여 태양 자기장의 전체 분포를 매핑했지만 이는 순간의 상태를 나타내는 것일뿐입니다.”라고 그는 말했습니다. “태양 자기장을 계속 관찰하면 태양 분출을 예측하는 데 도움이됩니다.

코로나 자기장의 강도 측정

알펜 파의 이동 속도는 자기장의 강도에 따라 달라집니다. 즉, 파동의 속도를 측정하여 자기장의 세기를 추정 할 수 있습니다.

기존 코로나 이미지의 자기장 강도를 보여주는지도. 낮은 강도 (파란색)에서 높은 강도 (노란색)까지의 범위로 표시되었습니다. © Yang et al. / 과학 2020

측정에서 확인 된 코로나의 자기장 강도는 대부분 1 가우스에서 4 가우스 사이였습니다. 이것은 냉장고에 부착 된 자석의 강도와 유사한 지구 표면의 자기장의 몇 배입니다.

연구에 사용 된 CoMP 장치는 NCAR의 선임 연구원 인 Stephen Tomczyk가 설계 한 일종의 코로나 그래프입니다. 과학 이론가들은 수십 년 동안 코로나의 속도에서 자기장 강도를 추론 할 수 있다고 예측했습니다. 그러나 지금까지 태양 전체를 측정 한 연구는 수행되지 않았습니다.

실제 코로나 관측을 통해 자기장지도를 만든 것은 이번이 처음이다. 연구원에 따르면 원칙적으로 동일한 기술을 사용하여 항상 지구 자기장의지도를 얻을 수 있습니다. 또한 태양 활동으로 인한 지구 자기의 측정 오차를 해결할 수 있으며, 태양 분출 및 흑점 기간을 이해하기위한 이론적 근거를 제공합니다.

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