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태양 탐사는 태양계의 중심 별인 태양에 대한 인류의 호기심에 힘입어 수세기에 걸쳐 다양한 역사를 가지고 있습니다. 초기 관측과 분광기의 발명은 태양 탐사의 길을 열었고, 20세기와 21세기의 기술 발전으로 태양 탐사선 발사가 가능해지면서 우리는 태양의 세부 사항을 탐색할 수 있게 되었습니다. 이 글에서 태양 탐사의 역사, 파커 태양 탐사선의 임무, 새로운 발견사항에 대해서 알려드리겠습니다.
태양 탐사의 역사
초기 인류 문명은 태양을 관찰하고 숭배했으며 지구상의 생명을 유지하는 데 있어 태양의 중심으로 문화를 형성하였습니다. 17세기에 갈릴레오 갈릴레이와 같은 천문학자들은 망원경을 사용하여 태양의 특징을 연구하고 흑점과 기타 현상을 관찰하기 시작하였으며, 19세기 빛의 성질을 분석하는 분광기의 발명으로 과학자들은 태양의 스펙트럼을 분석하고 태양의 구성과 행동에 대한 통찰력을 얻을 수 있었습니다. 20세기에는 우주 탐사선(Solar Maximum Mission)과 SOHO(태양 및 태양권 관측소)와 같은 우주선이 발사되면서 본격적인 태양 탐사가 시작되었습니다. Solar Maximum Mission 탐사선을 통해 태양 플레어, 태양의 빛과 열에너지 데이터를 수집하였으며, SOHO(태양 및 태양권 관측소)는 태양의 외부 대기인 코로나 및 태양풍에 대한 데이터를 수집하였습니다. 가장 최근 태양 탐사선인 파커 탐사선의 임무는 태양 코로나와 태양풍의 신비를 밝히는 것을 목표로 태양을 근접해서 비행 중에 있으며 탐사를 통해 획득한 데이터는 우리의 태양계에 대한 이해를 한층 더 깊게 해 주었습니다.
파커 태양 탐사선의 임무
2018년 8월 12일 미국항공우주국(NASA)이 발사한 파커 태양 탐사선은 태양 표면의 590만 킬로미터 이내를 접근하는 임무를 가지고 이전의 다른 어떤 우주선보다 태양에 더 가까이 다가가기 위해 설계 및 발사되었습니다. 이 근접 촬영을 통해 탐사선은 태양 표면보다 훨씬 더 뜨거운 태양의 외부 대기인 코로나를 연구할 수 있으며, 표면보다 대기의 온도가 더 높은 온도 이상 현상을 설명할 수 있는 데이터를 수집하는 것이 핵심 목표입니다. 또한 파커 태양 탐사선은 태양이 방출하는 하전 입자의 흐름인 태양풍을 조사할 계획입니다. 이러한 입자는 우주 기상에 큰 영향을 미치며, 이는 지구와 위성과 같은 우주 기반 기술에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 현상에 대한 심층적인 데이터를 수집함으로써 탐사선은 과학자들이 태양 활동에 대한 예측을 개선하는 데 도움을 주며 위성과 통신 네트워크를 보호하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
새로운 발견사항
태양으로부터 방출되는 연속적인 전하 입자 흐름인 태양풍은 지구에서 관찰할 때 상대적으로 안정된 흐름인 것 같지만 파커 태양탐사선이 근접하여 관측한 태양풍은 기존에 알고 있던 내용과 달랐습니다. 탐사선 주변의 전자기장을 연구하기 위해 설계된 과학 장비인 필즈(FIELDS)를 장착한 파커 태양탐사선은 태양풍 내 자기장의 방향이 갑자기 변화하는 현상을 감지하였습니다. 이러한 자기장의 갑작스러운 방향 변화는 스위치백(switchbacks)이라고 명명되었습니다. 스위치백 현상은 수성의 궤도 너머에서는 관측되지 않으며 태양에 근접 시에만 발생하는 현상으로 원인은 구체적으로 규명되지 않았지만 탐사선의 궤도가 점점 더 태양에 가까워질수록 원인 규명에 필요한 데이터가 수집될 것으로 예상됩니다.
또한 파커 태양 탐사선은 태양 근처에 먼지가 감소한다는 가설에 대한 첫 증거를 확인했습니다. 탐사선은 두 개의 망원경으로 구성되어 가시광선의 이미지뿐만 아니라 백생광의 희미한 태양 코로나도 캡처할 수 있는 장비인 WISPR이라는 장비가 장착되어 있습니다. 해당 장비를 통해 현재 태양에서 640만 km까지 먼지가 계속 줄어드는 것을 확인했습니다. 이는 태양 주변의 고온으로 인해 우주의 먼지가 가스로 변해 먼지가 없는 지역이 생긴다는 100년 된 가설을 입증하는 것이었습니다. 과학자들은 관측된 감소율을 토대로 태양으로부터 300만~500만 km 떨어진 곳에 먼지가 전혀 없는 지역이 있을 것이라고 예측하고 있으며 이 현상은 탐사선의 근접비행에서 추가 연구가 이뤄질 것으로 예상됩니다.