천문연-NASA "태양 외부 코로나 온도·속도 최초 동시측정 성공"

송고시간2019-09-19 11:08

140ｍ크기 과학용 풍선기구에 태양 코로나그래프 탑재해 관측

(서울=연합뉴스) 전준상 기자 = 과학기술정보통신부와 한국천문연구원은 18일(현지시간) 미국 뉴멕시코주 포트 섬너(Fort Sumner)에서 미국 NASA와 공동 개발한 태양 코로나그래프(coronagraph) 핵심기술 검증을 성공적으로 마무리했다고 19일 밝혔다.

이 검증은 18일 오전 7시부터 8시간 동안 진행됐다.

천문연-NASA 공동연구진은 NASA 콜롬비아 과학 기구 발사장(CSBF·Columbia Scientific Balloon Facility)에서 축구 경기장 크기인 가로 약 140m의 대형 과학용 풍선기구에 태양 코로나그래프를 탑재해 약 40km 상공 성층권으로 띄웠다.

실험기구 높이는 63빌딩보다 높은 216m였다.

세계 최초로 외부 코로나(태양 표면으로부터 200∼700만km) 영역의 온도·속도를 동시에 관측했다.

코로나는 태양 대기의 가장 바깥층을 구성하고 있는 부분이다. 코로나 온도는 100만∼500만도로 태양 표면 온도인 6천도보다 월등히 높다. 그렇지만 그 이유는 아직 밝혀지지 않았다.

코로나는 개기일식 때 육상에서 관측된다. 개기일식은 지속시간이 짧은 데다. 볼 수 있는 기회가 흔치 않아 인공적으로 태양면을 가리고 코로나를 관측하는 장비가 바로 코로나그래프이다.

이번에 시험한 코로나그래프는 자외선 영역인 400㎚(나노미터) 파장 영역을 중심으로 관측함으로써 지금까지 알려지지 않은 외부 코로나 정보와 코로나 전자의 온도·속도 등 다양한 물리량 정보를 얻었다.

연구진은 확보된 관측자료를 바탕으로 코로나의 물리적 특성을 분석할 예정이다.

코로나 지역의 온도가 이해할 수 없이 매우 높다는 과학적 수수께끼를 푸는 실마리를 얻게 될 것으로 기대된다.

코로나에서 방출되는 물질의 흐름인 태양풍은 지구와 우주환경에 큰 영향을 미친다. 이번에 얻은 정보들을 활용해 태양풍 모델 계산의 정밀도를 높이고, 태양 활동으로 발생하는 우주환경 예·경보를 고도화시킬 수 있을 것으로 보인다.

이번 관측을 위해 천문연은 코로나그래프의 핵심 기술인 영상카메라·제어시스템·핵심 소프트웨어를 개발했으며, NASA는 코로나그래프의 광학계·태양 추적 장치를 개발하고 성층권 기구를 제공했다.

NASA 측 연구책임자인 나치무트 고팔스와미 박사는 "이전까지 태양풍의 속도와 온도를 우주에서 측정해 왔다"며 "그렇지만 이번 고고도 성층권 기구 시험은 태양으로부터 매우 가까운 곳에서 태양풍이 형성되는 상태 속도와 온도를 원격으로 측정하는 새로운 방법"이라고 설명했다.

그는 "이 장비는 파커 태양 탐사선(Parker Solar Probe) 등 기존의 관측연구와 협력해 더욱 정밀한 정보를 얻게 될 것"이라며 "과학계의 난제인 코로나 가열과 태양풍 가속 현상을 이해하는 실마리를 제공할 것"이라고 기대했다.

한국 연구책임자인 천문연 김연한 책임연구원은 "이번 기구 시험은 국제우주정거장용 코로나그래프 개발에 필요한 기술 검증을 목적으로 했다"며 "이번 성공적인 공동 개발로 연구진이 세계 최고 수준의 태양 관측 장비 개발에 자신감을 얻게 된 것도 중요한 성과"라고 평가했다.

이번 핵심기술 검증은 국제우주정거장 등과 같은 우주용 코로나그래프 개발사업의 하나다. 향후 NASA와 공동으로 차세대 태양 코로나그래프를 개발해 국제우주정거장에 설치·운용해 세계적 연구성과를 창출하고 태양 위험에 대응해 실시간 한·미 공조체제를 구축하기 위한 발판이 될 것이라고 과기정통부는 설명했다.