한국과 미국 연구진이 태양 대기의 가장 바깥층인 '코로나'를 측정하기 위해 개발한 '코로나그래프' 장치의 핵심 기술을 검증하는 데 성공했다. 그동안 과학적 난제로 남아 있던 코로나가 태양 표면온도보다 높은 원인의 실마리를 푸는 데 기여할 것으로 기대된다.
과학기술정보통신부와 한국천문연구원은 18일(현지시간) 미국 뉴멕시코주 포트 섬너에서 미국 항공우주국(NASA)과 공동 개발한 '태양 코로나그래프'의 고고도 성층권기구시험을 성공적으로 마쳤다고 19일 밝혔다.
이 시험은 축구 경기장 크기(가로 약 140m)의 대형 과학용 풍선기구에 '태양 코로나그래프'를 탑재해 약 40㎞ 상공인 성층권에 띄워(63빌딩보다 216m 더 높음) 세계 최초로 외부 코로나(태양 표면으로부터 200∼700만㎞) 영역의 온도와 속도를 동시에 관측했다.
코로나는 태양 대기의 가장 바깥층을 구성하고 있는 부분으로, 온도가 100만∼500만℃에 달해 태양 표면온도(6000℃)보다 월등히 높다. 하지만, 코로나 온도가 태양 표면보다 왜 높은 지에 대해서는 정확히 알려지지 않고 있다.
코로나그래프는 인공적으로 태양면을 가려 코로나를 관측하는 장비로, 코로나를 관측할 수 있는 개기일식 기간이 2∼3분으로 짧은 단점을 보완하기 위해 만들어졌다.
이번에 시험한 코로나그래프는 자외선 영역인 400나노미터 파장 영역을 중심으로 관측, 지금까지 관측되지 않은 외부 코로나의 정보와 코로나 전자의 온도·속도 등 다양한 물리량 정보를 얻었다. 연구진은 관측 데이터를 바탕으로 코로나의 물리적 특성을 분석해 특별한 이유없이 온도가 높은 원인을 밝혀낼 계획이다.
아울러, 코로나에서 방출되는 물질의 흐름인 태양풍 관련 정보를 활용해 태양 활동으로 발생하는 우주환경 예·경보를 고도화시켜 나갈 방침이다.
천문연은 이번 관측을 위해 코로나그래프의 핵심 기술인 영상카메라, 제어시스템, 소프트웨어를 개발했으며, NASA는 코로나그래프의 광학계, 태양추적장치를 제작했다.
연구팀은 앞으로 차세대 코로나그래프를 개발해 국제우주정거장에 설치·운용해 태양위험에 대한 감시 연구를 수행할 계획이다.
김연한 한국 측 연구책임자(천문연 박사)는 "이번 기구 시험은 국제우주정거장용 코로나그래프 개발에 필요한 기술 검증을 위한 것으로, 세계 최고 수준의 태양관측장비 개발에 큰 기여를 할 것"이라고 말했다.
나치무트 고팔스와미 NSAS책임자는 "태양풍 속도와 온도를 우주에서 측정했지만, 이번 시험을 계기로 태양으로부터 매우 가까운 곳에서 태양풍이 형성되는 상태의 온도와 속도를 원격으로 측정할 수 있게 됐다"고 밝혔다.
한편 천문연과 NASA 연구팀은 2017년 8월 미국 대륙을 관통하는 개기일식 기간에 코로나그래피의 핵심 과학이론인 '온도·속도 동시 측정 기술'을 지상에서 성공적으로 시험했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
천문연과 미국 NASA 연구팀이 공동 개발한 '태양 코로나그래프' 장비로, 외부 코로나 지역의 온도와 속도를 동시에 측정하는 데 성공했다. 천문연 제공
대형 과학용 풍선기구에 실려 성층권으로 상승 중인 코로나그래프의 모습으로, 외부 코로나 지역의 온도와 속도를 관측했다. 천문연 제공
