+ 태양 표면 "세포"같은 구조 고해상도 이미지 첫 공개 / 지구 이산화탄소 농도는 무려 70%

 

 

 

태양 표면 "세포"같은 구조 고해상도 이미지 첫 공개

송고시간 | 2020-01-30

세계 최대 태양망원경 DKIST 첫 '작품'…태양 연구 박차

DKIST가 처음으로 포착한 태양 표면 고해상도 이미지

[NSO/AURA/NSF 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 태양을 관측하는 망원경으로는 세계에서 가장 큰 '대니얼 K. 이노우에 태양망원경'(DKIST)이 지금까지 보지 못했던 고해상도의 태양 표면 이미지를 포착해 공개했다.

미국 국립과학재단(NSF)은 30일 하와이 마우이섬의 할레아칼라산 정상에 설치돼 시험 가동 중인 DKIST가 태양 표면에서 요동치는 플라스마 패턴을 보여주는 "세포"를 닮은 이미지를 잡아냈다고 밝혔다.

DKIST 이미지상의 각 세포는 텍사스(약 70만㎢) 면적만 한 것으로, 태양 내부의 열을 표면으로 전달하는 격렬한 움직임을 보여준다. 세포 중앙의 밝은 부분에서 솟아오른 뜨거운 플라스마는 표면에서 식으면서 대류 과정을 통해 검은 선을 타고 밑으로 가라앉게 된다.

태양 표면 클로즈업 이미지

중앙이 DKIST가 포착한 지역이며 상자 안은 클로즈업 이미지.

각 "세포"는 텍사스 면적에 달하는 것으로 발표됐다. [NSO/AURA/NSF 제공]

프랑스 코르도바 NSF 이사는 "이 프로젝트에 착수한 이래 첫 이미지가 나오길 학수고대해 왔다"면서 "이제 지금까지 나온 어떤 것보다 상세한 이미지와 비디오를 공유할 수 있게 됐다"고 했다.

주경이 4ｍ에 달하는 DKIST는 태양의 가장 바깥쪽 대기인 코로나 안의 자기장을 관측해 지도를 만드는 임무를 맡고 있다. 이곳에서 태양 폭발(solar eruption)이 일어나 돌발적으로 다량의 에너지를 방출함으로써 지구 생명체에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다.

태양은 초당 500만t의 수소를 태우며 우주로 에너지를 쏟아내는데, 이런 태양의 활동에 따른 우주 기상 변화는 위성통신 장애나 대규모 정전, GPS 불통 등 지구에 심각한 피해를 유발할 수 있음에도 이에 관한 이해의 폭은 아직 넓지 않은 편이다.

DKIST가 올 상반기 안에 본격 가동돼 자기장 지도를 만들게 되면 태양을 향해 접근 중인 미국항공우주국(NASA)의 파커 태양 탐사선(PSP)과 내달 7일 발사되는 NASA와 유럽우주국(ESA)의 '태양궤도선'(Solar Orbiter)과 함께 태양의 활동을 이해하고 예측하는 연구에 도움이 될 것으로 기대를 모으고 있다.

DKIST와 PSP, 태양궤도선이 이끌게 될 태양 천문학

[NSF 제공]

DKIST 프로젝트 책임자인 토머스 리멜레 박사는 "모든 것이 자기장의 문제로 귀결된다"면서 "태양이 가진 가장 큰 미스터리를 풀려면 약 1억4천800만㎞ 떨어진 지구에서도 세포와 같은 작은 구조물들을 선명하게 들여다볼 수 있어야 할 뿐만 아니라 태양 표면 인근에서 자기장의 힘과 방향을 정확히 측정하고 코로나까지 확장되는 것을 추적할 수 있어야 한다"고 설명했다.

이를 통해 태양 활동을 예측할 수 있게 되면 정부나 기업이 우주기상 변화에 대처할 수 있는 시간을 벌 수 있게 된다. 현재는 약 48분밖에 안 되지만 이를 48시간까지도 늘릴 수 있을 것으로 전망되고 있다.

DKIST는 설립 추진과정에서 2013년까지는 첨단기술태양망원경(ATST)으로 불리다가 하와이주 상원의원을 지낸 일본계 미국인 대니얼 이노우에의 이름을 따 개명됐다.

<저작권자(c) 연합뉴스, eomns@yna.co.kr>2020/01/30 11:32 송고

https://www.yna.co.kr/view/AKR20200130087400009?section=international/all

 

 

 

[와우! 과학]

27억 년 전 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 무려 70% 였다

입력 : 2020.01.30

▲ 미세 운석 입자

지구와 인접한 금성과 화성은 대기의 구성 성분의 대부분이 이산화탄소다. 만약 지구 역시 이산화탄소가 대부분인 대기를 지녔다면 금성 같은 극단적인 온실효과가 발생해 생명체가 살 수 없는 뜨거운 행성이 됐을 것이다. 하지만 과학자들은 초기 지구 대기는 이웃 행성과 비슷하게 이산화탄소가 풍부했다는 사실을 알고 있다. 그런데도 지구가 금성처럼 되지 않은 이유는 당시 태양이 지금보다 훨씬 어두웠기 때문이다. 반대로 말하면 풍부한 온실가스 덕분에 태양이 지금보다 어두웠던 시기에 지구 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있었다.

과학자들은 이 주장에 대체로 공감하지만, 시기에 따른 온실가스의 농도에 대해서는 모르는 부분이 많았다. 미국 워싱턴 대학 연구팀은 27억 년 전 지구에 떨어진 미세 운석 입자를 확인해 여기서 당시 지구 대기 중 이산화탄소 농도를 측정할 수 있는 단서를 발견했다. 연구팀은 운석이 지구 대기를 통과하면서 고온 환경에서 산소와 반응하는 정도를 조사했다. 예를 들어. 뷔스타이트(Wüstite)는 철이 고온에서 산소와 반응해 생성되는 광물로 철성분이 풍부한 운석에 흔하다. 뷔스타이트 성분은 당시 대기 중 산소 농도가 높을수록 많이 생성된다.

이 시기 지구에는 광합성을 하는 원시적인 시아노박테리아가 등장해 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내놓고 있었다. 따라서 산소 농도가 높을수록 이산화탄소 농도는 낮았다고 추정할 수 있다. 연구팀은 당시 대기 조성에 대한 컴퓨터 모델을 이 미세 운석의 광물 구성과 비교했다.

그 결과 27억 년 전 이산화탄소 농도는 최대 70%에 이르는 것으로 나타났다. 현재 대기 중 이산화탄소 농도가 인간의 온실가스 배출로 높아졌음에도 0.04% 정도인 점을 생각하면 엄청나게 높은 수치다. 하지만 이렇게 높은 이산화탄소 농도 덕분에 당시 지구에 생명체가 존재할 수 있었다. 이 시기 태양 밝기는 지금보다 20% 정도 어두워서 강력한 온실효과 없이는 액체 상태의 물이 존재할 수 없었기 때문이다.

고대 지구에 액체 상태의 물이 존재할 수 있었던 것은 이렇게 높은 온실가스 농도 덕분이었다. 그러나 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 조건 덕분에 생명체가 탄생해 광합성을 통해 온실가스 농도를 낮추고 산소 농도를 높였다. 절묘하게도 이 상황이 태양이 점점 밝아지는 상황과 균형을 맞춰 현재의 지구를 만든 것이다. 물론 이 과정에서 온도가 지나치게 올라가거나 내려가는 이변도 있었지만, 지구 생태계는 적절한 균형을 찾아갔다. 태양계 다른 행성에서는 볼 수 없는 지구만의 기적이다.

[서울신문 나우뉴스] 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20200130601011&section=&type=daily&page=