젊은 태양서 더 강했던 태양폭풍, 지구 생명 출현에 영향

하이커뮤니티매니져 0 18 10.28

태양의 젊은 시절과 유사한 별인 '용자리 EK'에서 발생한 '코로나질량방출(CME)'을 묘사한 그림. 초속 300~500km로 분출되는 10만K(캘빈) 플라즈마는 파란색으로, 초속 70km로 분출되는 1만K 플라즈마는 빨간색으로 그려졌다. CME로 발생하는 '태양폭풍'은 주변 행성(왼쪽)의 자기권과 대기권에 영향을 줄 수 있다. 일본국립천문대(NAOJ) 제공

태양폭풍은 태양 활동으로 발생한 고에너지 입자와 방사선 등이 날아와 지구를 포함한 주변 행성에 영향을 미치는 현상이다. 천문학자들이 과거 태양에서 발생한 '태양폭풍'이 더 강하고 잦았을 것이라는 연구결과를 내놨다. 특히 활발한 태양 활동이 지구 자기장이나 대기 조성 등에 영향을 미쳐 생명체 출현이나 진화에 기여했을 가능성이 제시됐다.

채종철 서울대 물리천문학부 교수, 이경선 연구교수팀과 미국, 일본 연구팀이 참여한 국제공동연구팀은 '젊은 태양'과 비슷한 외계 항성(별)을 관찰한 데이터를 토대로 과거 태양활동이 지금보다 활발했을 것으로 분석하고 연구결과를 27일 국제학술지 '네이처 천문학'에 공개했다.

태양을 포함한 항성에서는 주변으로 거대한 규모의 플라즈마를 분출하는 코로나질량방출(CME) 현상과 대기 일부가 갑자기 밝아지는 플레어 현상 등이 일어난다. 항성에서 발생하는 플레어, CME 등을 통틀어 항성폭풍이라고 부른다. 태양에서 일어난 CME는 지구 자기장과 대기에 영향을 미쳐 오로라를 만들거나 심한 경우 인공위성이나 전력망 손상, 통신 교란 등을 유발한다.

과학자들은 과거 태양폭풍이 지금보다 강력하고 빈번해 지구 생명체 서식 환경에 영향을 미쳤을 것으로 추정하고 있지만 과거 태양 활동을 관측이나 실험으로 알아내는 것은 불가능하다.

연구팀은 젊은 태양과 비슷한 '용자리 EK' 항성에 주목했다. 태양이 지금보다 1억년 더 어렸을 때의 모습과 비슷한 것으로 분석된다. 선행 관측에서 용자리 EK의 CME 단서가 발견됐지만 속도가 느리고 온도가 낮아 실제로 강력한 CME가 자주 일어나는지 확인하기 위해서는 더 정밀한 관측 데이터가 필요했다.

연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 허블 우주망원경, 한국천문연구원 보현산천문대의 고분산에셸분광기(BOES), 일본 교토대와 일본국립천문대(NAOJ) 지상관측시설을 활용한 국제공조관측을 수행했다.

관측 결과 용자리 EK에서는 강하고 빠른 CME와 약하고 느린 CME가 모두 발생한다는 사실이 확인됐다. 허블우주망원경은 온도가 10만캘빈(K, 절대온도의 단위로 0K는 273.15℃)에 달하는 플라즈마가 초속 300~500km로 방출되는 순간을 포착했다.

보현산천문대는 약 10분 후 온도가 1만캘빈 정도로 차가운 플라즈마가 초속 70km로 방출됐다는 사실을 확인했다. 일본의 지상관측시설 두 곳은 보현산천문대에서 관측된 메인 데이터를 교차검증했다.

교토대 연구팀은 "현대에 들어 가장 강력했던 태양 CME보다 더 강력한 CME가 용자리 EK에서 일어난다는 것을 확인했다"고 설명했다.

이번 연구결과는 과거 강력한 태양활동이 지구 생명 출현과 유지에 필수적인 유기분자 생성, 온실 가스 형성에 중요한 역할을 했을 가능성을 뒷받침한다. 한국, 일본, 미국의 협력을 통한 우주관측과 지상관측의 정밀한 조율을 통해 완성됐다는 의미도 있다.

채 교수는 "젊은 태양에서 발생한 강력하고 빈번한 태양폭풍은 초기 지구의 자기권과 대기를 벗겨내고 우주방사선을 다량 만들어 생명체 출현과 서식 환경에 영향을 미쳤을 것"이라고 밝혔다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=74759

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