북극과 남극에서 나타나는 찬란하고 오묘한 발광 현상인 오로라, 극광 신비의 원인이 밝혀졌습니다. 어떤 내용인지 알아봅니다.
북극에서 나타나는 오로라는 북극광, 오로라 보리알리스라 하고 남극에서 나타나는 오로라는 남극광, 오로라 아스테일리스라 합니다.
대기의 조건이 지상의 기후에 영향을 끼치는 것과 마찬가지로 외계의 기후에는 태양이 영향을 끼치는 것으로 과학자들은 지적합니다. 태양의 대기는 고에너지의 태양풍을 발산해 대전입자 에너지로 지구를 끊임없이 쏘인다고 과학자들은 설명합니다.
미국 볼티모어 소재, 존스 홉킨스 대학교, 응용물리학연구소의 니콜라 폭스 연구원은 우리들 인간이 태양의 대기중에서 살고 있는 것으로 생각할 수 있다고 말합니다. 그러니까 태양이 변하면 지구가 그 영향을 받게 된다는 것입니다. 가령 태양이 재채기를 하면 지구는 감기드는 격이라는 겁니다.
그렇지만 지금까지는 북극과 남극, 극지 대기에서 나타나는 극광현상을 일으키는 에너지의 원천을 우주 과학자들이 정확하게 집어내지를 못했습니다. 오로라가 폭발적인 자기 서브스톰에 의해 일어나는 것은 알아냈지만 과학자들은 지난 30년동안 서브스톰이 재결합하는 자력선에 의해 생기는 것인지, 아니면 이보다 훨씬 지구에 가까운 곳에서 폭발적인 불안정성에 의해 생기는 것인지를 판단하지 못했습니다.
그런데 미국 항공우주국, 나사 연구진은 각기 다른 지구 궤도를 선회하는 5개의 테미스, 위성들을 통해 서브스톰을 일으키는 것은 지구-달 사이 3분의1 쯤 되는 곳에서 일어나는 자기폭발이라는 사실을 발견했다고 발표했습니다. 나사 연구 프로그램에 참여해온 캘리포니아 주립대학교 로스앤젤레스 대학 과학자들은 태양과 지구의 전자기장이 통상적으론 수 많은 방향으로 서로 엇갈려 빗겨가는데 두 자기장의 에너지가 충분히 형성되면 서로 부닥치면서 재결합해 폭풍을 일으키는 것이라고 설명합니다.
나사 테미스 프로젝트의 데이비드 시벡 연구원은 이 같은 두 자기장의 재결합은 지구 주위를 감싸고 있는 자기권안으로 거대한 양의 전류를 들여보낸다고 말합니다.
두 자기장의 재결합이 일어날 때 지구 자기권에 들어온 전류가 흩어지면서 지구 자기권 안에서 일종의 합선 같은 현상이 일어나고 그 힘으로 오로라 현상을 일으켜 지구 전리층에 들여보낸다는 것입니다.
그런데 서브스톰은 지구 자기장에서 일어나는 강력한 에너지 분출 현상을 가리키는 것으로 북극광과 남극광에 대전입자를 과잉공급해 인공위성과 송전망 등에 장애를 일으킬 수도 있다고 나사 과학자들은 지적합니다. 실제로 이 때문에 캐나다에서 변압기들이 폭발해 전력공급이 교란된 적이 있다는 것입니다.
나사 과학자들은 따라서 서브스톰에 관해 잘 알고 있어야 귀중한 기술장비등을 보호하고 우주산책을 하는 우주인들도 보호하는 방안을 조치를 취할 수 있다고 말합니다.
나사 과학자들의 이 같은 발견은 과학 전문지, 사이언스 최근호에 실렸습니다.
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Scientists have solved the mystery behind the brilliant northern and southern light show known as Aurora Borealis. The phenomenon is caused by electromagnetic energy from the sun, which experts say also wreaks havoc on ground-based power grids and satellites. VOA's Jessica Berman reports.
Just
like atmospheric conditions can affect weather on the ground, experts say the
sun is responsible for weather in outer space.
They say the Sun's
atmosphere emits high energy solar winds that bathe the Earth continuously with
electromagnetic energy.
Nicola Fox is with the Johns Hopkins University
Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland.
"You could really think
of it as us living in the atmosphere of the Sun," Fox explained. "So, if the Sun
changes, the Earth will feel its effects. So, if the Sun sneezes, the Earth will
catch a cold."
But until now, space scientists have been unable to
pinpoint the source of energy releases in the earth's atmosphere that are
responsible for the spectacular light show, aurora borealis, in the extreme
northern and southern latitudes.
The same energy releases are
responsible for dangerous sub-storms that disrupt ground-based power grids and
communications systems.
Scientists at the University of California at
Los Angeles discovered the source of the space blasts using five satellites of
the U.S. space agency's THEMIS program.
The researchers explain that the
Sun's and Earth's electromagnetic fields normally glide past one another in many
different directions.
But when enough energy builds between the two
fields, they snap and right themselves in a process scientists call
reconnection.
David Sibek is THEMIS project scientist with the U.S. space
agency NASA.
He says reconnection releases a huge amount of electrical
current into the magnetosphere that surrounds the planet.
"When
reconnection occurs, that current is broken and it flows down to the Earth so
you have like a short-circuit out in the Earth's magnetic field," explained
Sibek. "And it's that current that's going to power the aurora and dump into the
Earth's ionosphere and cause power line disruption in Canada for example by
blowing out transformers."
Scientists say it is important to know about
sub-storms in order to take measures to protect valuable technical equipment,
and possibly the lives of spacewalking astronauts.
The discovery of the
mechanism behind sub-storms is reported in the journal Science.