태양의 흑점

언뜻 생각하면 이상하게 보일 수도 있다. 밝다 못해 직접 쳐다보면 눈이 부셔서 아프기까지 한 태양에 검은 점이라니? 도무지 상상이 가지 않는다. 이번 포스팅에서는 우리가 맨 눈으로 보지 못하는 태양에 있는 흑점에 대해서 알아보겠다.

 

태양. 적도 부근에 흑점이 관측된다

 

흑점

태양에 있는 흑점은 단어의 뜻 그대로 검은(검을 흑黑) 점(점 점點)이다. 밝아 보이기만 하는 태양에 검은 점. 언뜻 둘은 어울리지 않아 보인다. 그런데 흑점은 왜 생기는 것일까? 

 

흑점을 알아보기에 앞서서, 저번 포스팅에서 태양의 표면인 광구에서 일어나는 현상들을 알아보았는데, 그중에서 쌀알 무늬라는 현상을 언급했었다. 태양의 깊은 곳 핵에서 일어난 수소핵 융합 반응을 통해서 생긴 열이 밖으로 이동하면서 태양의 표면에서 대류 때문에 일어나는 현상이었다. 그런데 왜 흑점을 설명하는데 쌀알 무늬부터 설명하는 것일까? 왜냐하면 태양의 흑점은 태양에서 대류현상이 일어나는 중에, 태양의 자기장에 의한 영향 때문에 대류현상이 방해를 받게 되고 이 때문에 주변보다 온도가 엄청 낮아져서 표면이 다른 부분보다 검게 보여서 생기는 현상이기 때문이다. 예를 들어 온도로 표현해보자면 태양 표면의 평균적인 온도는 약 6000K이지만, 흑점의 온도는 약 4000K~5000K 정도로 알려져 있다.

태양의 흑점은 1611년 천문학자인 갈릴레오 갈릴레이가 망원경으로 처음 관측했다고 알려져 있다. 하지만 조선시대나 고대 중국에서도 태양에 있는 검은색 까마귀와 같은 표현이 등장하고, 나라나 임금의 운명을 흑점을 통해서 예측했다는 기록이 존재하기는 하다. 그리고 실제로 흑점은 태양이 지평선 근처에 있을 때는 맨눈으로도 관측할 수 있기 때문에, 예전의 사람들도 태양에 검은 점이 존재한다는 사실은 알았을 가능성이 크다. 

 

태양의 흑점을 아주 자세하게 찍은 사진, 사진만 봐도 눈이 부시다

흑점의 특징

흑점의 개수는 태양의 활동이 얼마나 활발한지에 대한 시각적인 지표가 되기 때문에, 태양의 흑점에 대한 관측은 계속 이루어지고 있다. 45년 주기로 흑점의 개수는 작아졌다 커졌다를 반복하면서 변하는데, 흑점의 개수가 많아졌다면 태양 활동이 활발하다는 것이고 반대로 개수가 줄어들었다면 태양 활동이 상대적으로 활발하지 않다는 뜻이다. 흑점은 태양의 표면인 광구에서 발견되는데, 태양의 적도 근처인 위도 20도쯤에서 제일 많이 관측되고, 위도 40도를 넘어가서 발견되는 흑점은 드물다. 흑점의 온도는 약 4000K~5000K 정도이다. 태양 표면보다 약 1000K 정도 낮은 온도를 띤다. 이는 위에서 설명했듯이, 태양 표면의 다른 곳보다 온도가 낮아서 검게 보이는 것이다. 흑점의 크기와 그 수명은 흑점에 따라서 천차만별이다. 작은 것은 지름 수천 km에, 하루나 이틀에 사라지는 것들도 있다. 반대로 크기가 큰 흑점은 지름 수만 km에, 여러 달 동안 존재한다. (위에 작다고 하면서 말한 수천 km짜리의 흑점도 실제로 작은 것이 아니다. 지구의 지름은 약 12,000km이다! 웬만한 것은 지구와 지름이 비슷하거나 더 크다)

 

 

흑점 폭발 - 캐링턴 사건, 

태양에 있는 흑점이 폭발하기도 한다. 흑점이 폭발해도 지구를 보고 있는 쪽이 아니라면 큰 상관은 없다. 하지만 지구를 향하고 있는 흑점이 폭발하게 된다면, 문제가 달라진다. 흑점이 폭발하면서 방출하는 강한 방사선, 자외선이 지구에 도달하게 되면 지구 자기장에 안 좋은 영향을 끼치면서 통신기기나 전자기기에 오류를 일으키기 때문이다. 

 

태양 흑점 폭발에 관한 대표적인 사건은 1859년에 있었던 캐링턴 사건이 있다. 태양 흑점 폭발로 인해서 방출된 자기장 등에 의해 유럽과 북미에서는 전국적으로 컴퓨터망이 마비되고 통신시설에 오류가 발생했으며, 아주 밝은 오로라가 지속적으로 관측되었었다.

 

플레어, 흑점 부근에서 폭발이 일어나면 지구 자기장에 영향을 끼치게 된다