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태양풍은 우주방사선으로부터 우리를 보호한다

보이저 2호 우주탐사선의 놀라운 발견

저자:
번역자: 한국창조과학회 (creation.kr)

NASA 그림Voyager-2
.NASA의 보이저 우주탐사선.

1977년 NASA는 두 개의 보이저(Voyager) 우주탐사선을 발사했다. 덕분에 우리는 목성과 토성(Voyager 1, 2), 천왕성과 해왕성(Voyager 2)을 포함하여, 태양계 외행성들에 대해 훨씬 더 많이 알게 되었다. 최근에 이들 우주탐사선은 성간 공간(interstellar space)에 도달했다. 일부 보도들은 태양계를 벗어났다고 말한다. 특히 보이저 2호는 보이저 1호 이후 6년이 지난 2018년 11월 5일 성간 공간에 도달했다. 그들은 또한 태양 자체에 대해 많은 것을 가르쳐 주었다.

태양풍

태양의 초고온 대기인 코로나(Corona)는 매우 빠른(250~750km/s) 하전 입자들의 흐름인 태양풍(solar wind, 태양 미립자류)을 방출한다. 이 태양풍은 혜성 꼬리의 입자들을 밀어내어, 태양으로부터 멀어지게 한다. 다행스럽게도 지구는 강한 자기장을 지녀, 태양풍 입자로부터 우리를 보호한다. 겨울철 극(poles) 지방에서 가장 많이 나타나는 오로라(aurorae)들은 이 자기장의 결과이다.

어떤 사람들은 하나님께서 왜 그렇게 위험한 태양을 만드셨는가?라고 질문할 수 있다. 그러나 실제로, 태양은 지구가 생명체를 갖기에 매우 이상적인 별이다. 우선, 그것은 매우 안정적이다. 태양은 그 유형의 대부분의 다른 별들에 비해 매우 조용하다. 최신 보이저 2호의 결과는 우리 태양에 의해 생성된 강력한 태양풍이 잘 설계된 매우 중요한 기능임을 보여준다.

태양계의 경계는?

보이저 우주탐사선은 태양풍이 매우 먼 거리까지, 어느 행성보다 몇 배나 더 멀리까지 불고 있음을 발견했다. 태양풍은 성간에 존재하는 가스에 의해서 느려지는 것을 알게 되었다. 우리는 이 현상이 일어나는 것을 알고 있었지만, 태양풍이 얼마나 멀리까지 가고 있는지는 몰랐다.

wikipedia.org 그림14357-heliopause

이 경계는 ‘태양권계면’(helioopause, 태양의 힘이 미치는 경계)라고 불리며, 보이저 탐사선은 이 경계가 태양으로부터 거리가 121 AU(천문단위, 1 AU는 지구-태양 거리, 1억5천만km)나 되는 것을 알려주었다. 탐사선은 또한 이 거리가 일정하지 않다는 것을 발견했다. 캘리포니아 공과대학의 보이저 프로젝트 과학자인 에드 스톤(Ed Stone)에 따르면, “태양권(heliosphere) 자체가 들쭉날쭉하다”는 것이다.1

태양 주위는 태양권이라고 불리는 거대한 ‘거품(bubble)’으로 둘러싸여있다. 일부는 태양권계면을 태양계의 경계라고 말한다. 그러나 이 경계를 지나 여행했다가 다시 돌아오는 일부 태양계 천체들이 존재하므로, 실제로는 ‘가장자리’가 아니다.

태양의 중력은 태양권계면보다 훨씬 더 먼 거리까지 미친다. 예로, 명왕성의 크기에 달하며 소행성 세드나(Planetoid Sedna)는 고도의 타원형 궤도를 갖고 있어서, 태양으로부터 최대 900 AU 이상으로 멀리 이동하는 것으로 생각되며, 가상의 오르트(Oort) 혜성 구름(장주기 혜성의 추정되는 근원)은 2,000~200,000 AU이다.

천체의 중력장(gravitational field)이 다른 모든 영역을 지배하는 정도를 힐 권(Hill sphere), 또는 로슈 권(Roche sphere)이라 불려진다.(로슈 한계(Roche limit)와 혼동하지마라). 태양의 힐 권은 태양계의 실제 경계로 간주될 수 있으며, 반경이 1광년 또는 그 이상일 수도 있다.

태양풍의 중요성

sun
태양

보이저 2호가 태양권계면을 지나고 1년 후, 과학자들은 그 결과를 분석할 기회를 가졌다.2 그들은 예상대로 플라즈마(plasma) 밀도가 이 경계면 밖에서 더 높다는 것을 발견했다. 여기에는 더 많은 고에너지 우주방사선이 있었으며, 이것은 성간 공간에서 ‘플라즈마’의 상당 부분을 구성하고 있었다. 이들은 매우 에너지가 강한 입자이므로, 우리에게 위험하며, 많은 것들이 거대한 별의 초신성 폭발에서 비롯된 것이다. 또한, 예상대로 태양풍 입자 수가 급감해 있었다.

National Geographic 지는 이 놀라운 발견을 이렇게 요약하고 있었다 :

보이저 호의 데이터에 따르면, 이 거품은 태양으로부터 약 110억 마일까지 확장되어 있으며, 태양, 8개의 행성, 태양을 공전하는 많은 바깥쪽 천체들을 둘러싸고 있다. 좋은 것은 보호용 태양권은 은하계의 매우 높은 우주방사선 에너지로부터, 우리의 연약한 DNA를 포함하여, 그 내부에 존재하는 모든 것을 보호하고 있는 것이다.3

즉 태양계 안쪽의 우리의 관점에서 볼 때, 태양으로부터 바깥쪽으로 분출되는 저에너지 입자들이 태양계의 ‘차폐벽’을 만들고 있기 때문에, 우주방사선 에너지를 갖는 입자들이 극히 적게 존재하는 것이다. 따라서 태양권계면은 실제로 매우 중요하다.

참고 문헌및 메모

  1. Cited in Wall, M., Voyager 2’s Trip to Interstellar Space Deepens Some Mysteries Beyond Our Solar System, 4 Nov 2019. 텍스트로돌아 가기.
  2. Voyager 2 Illuminates Boundary of Interstellar Space, jpl.nasa.gov, 4 Nov 2019. 텍스트로돌아 가기.
  3. Greshko, M., Interstellar space even weirder than expected, NASA probe reveals, nationalgeographic.com, 4 Nov 2019 [Emphasis added]. 텍스트로돌아 가기.