태양 자기장의 극은 점차 사라지고 있습니다. 하지만 당황하지 마세요. 이는 모두 호스트 스타의 일반적인 11년 활동 주기의 일부입니다. 태양 표면의 검은 점 수로 측정되는 태양 활동은 전자기 방사선 플레어 및 플라즈마 제트와 같은 태양 폭발과 마찬가지로 지난 몇 년 동안 증가해 왔습니다. 태양폭풍은 놀라운 오로라를 가져오고 간헐적으로 전파가 끊기는 경우도 있습니다.
태양 활동이 쇠퇴하고 있던 2016년 3월 12일 NASA의 태양 역학 관측소(Solar Dynamics Observatory)가 촬영한 태양 이미지에 묘사된 태양 자기장선의 개략도. 이미지 출처: NASA/SDO/AIA/LMSAL
그러나 지구인에게는 이러한 태양 사건이 덜 명확합니다. 또한 태양의 놀랍도록 유동적인 자기장을 침식하여 우리 별의 극이 거의 모든 전하를 잃게 만듭니다. 과학자들은 자기장이 시간이 지남에 따라 역전되고 태양 활동이 약화됨에 따라 점차 강화될 것이라고 말합니다.
콜로라도주 볼더에 있는 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute)의 태양과학자 리사 업튼(Lisa Upton)은 “현재 태양의 극 자기장은 거의 일치하는 것으로 보인다”고 말했다. "그들은 0에 매우 가까워서 매우 약해지고 있지만 아직 반전 지점에 도달하지는 않았습니다."
극 반전은 태양이 가장 조용하고 흑점이 거의 보이지 않는 2019년 12월경에 시작된 과정의 중간 지점이 될 것입니다. 이때 별의 자기장은 상대적으로 깔끔한 쌍극자로 배열되어 한 극은 양으로 대전되고 다른 극은 음으로 대전됩니다.
그러나 지구 자기장이나 막대 자석의 자기장과는 달리 태양의 자기장은 쌍극자 상태에서도 고르지 못하고 매우 불안정합니다. 스탠포드 대학의 태양과학자 Todd Hoeksema는 "그것은 균일한 양의 자기장이 아니다"라고 말했습니다. "그것은 자속의 많은 작은 영역으로 구성되어 있으며, 대부분은 한 극성이고 다른 극성은 아닙니다. 이는 역동적인 변화입니다." "
쌍극자 단계는 일시적입니다. 태양이 회전함에 따라 겉보기에는 질서정연해 보이는 자기장이 비틀리고 강화됩니다. 자기장은 또한 태양 표면, 일반적으로 태양의 적도 근처로 상승하여 흑점으로 나타납니다. 흑점은 자성이 증가하여 해당 지역으로의 열 전달을 차단하여 흑점이 태양 표면의 나머지 부분보다 덜 밝게 빛나는 더 시원한 지역을 생성하기 때문에 어둡게 보입니다.
각 흑점은 한 쌍으로 이루어져 있는데, 하나는 양의 자성을 갖고 다른 하나는 음의 자성을 띠고 있습니다. 흑점이 붕괴됨에 따라 이러한 자기 쌍의 대부분(전부는 아님)이 소멸되어 약간의 잔류 자속만 남습니다. 이 잔류 자기는 일반적으로 태양 반구에 존재하는 자극과 반대입니다. 물질이 태양 주위를 이동할 때 이 잔류 자속은 일반적으로 해당 반구의 자극을 향해 이동하며, 이로 인해 기존 자기장의 일부가 상쇄되는 경우가 많습니다.
한 쌍의 흑점에 의해 생성된 잔류 자속은 그 자체로는 큰 영향을 미치지 않지만, 태양 주기의 보다 활동적인 기간 동안 태양은 언제든지 쉽게 100개의 흑점을 생성할 수 있습니다. 이 모든 흑점들이 형성되고 물러남에 따라 남아있는 작은 전하들은 점차적으로 극에 축적되어 극성을 상쇄합니다.
그러나 태양의 활동과 과학자들이 아직 예측할 수 없는 자기장의 측면에 따라 그 과정이 불안정해질 수 있습니다. 업튼은 태양 자기장의 변화에 대해 "이것은 질서 있는 방식으로 발생하지 않으며 원활한 기능도 아니다"라고 말했습니다.
그러나 이 시점에서 수년간의 흑점 활동으로 인해 별의 자극이 거의 제거되었으며 반전이 곧 일어날 것입니다. 국립 태양 관측소(National Solar Observatory)의 태양 과학자 산제이 고세인(Sanjay Gossain)은 "현재 태양은 꽤 활동적입니다."라고 말했습니다. "이런 식으로 계속된다면 6개월 정도 안에 자극이 완전히 뒤집히는 것을 보게 될 것입니다."
과학자들은 반전 과정이 어떻게 전개될지 간절히 기다리고 있습니다. "이것은 순간적인 일이 아니며 동시에 모든 곳에서 발생하지 않습니다. 예를 들어, 마지막 태양 주기 동안 태양 북반구의 극성은 2012년 6월 초부터 역전된 다음 2013년 중반에 남반구가 반대 극성으로 순조롭게 전환했음에도 불구하고 2014년 말까지 중성 주위에서 진동했습니다. 올해는 극으로의 전환이 더 고르게 된 것 같습니다. 어느 쪽인지 모르겠습니다. 먼저 갈 것입니다. 경마와 비슷합니다."
과학자들은 태양의 자기극이 역전되면 일반적으로 태양 최대치에 가까워지고 흑점의 수가 감소하기 시작할 것임을 예고한다고 말합니다. 이는 이번 태양주기가 상대적으로 약할 것이라는 이전 예측과 일치하지만, 아마도 2014년 4월에 정점을 찍은 마지막 태양주기보다 약간 더 강할 것입니다.
Upton은 “현재 극 자기장은 2024년에 반전될 것으로 보입니다. 태양 주기의 최대치는 2024년에 발생할 수 있습니다.”라고 Upton은 말했습니다. "이 모든 것은 매우 표준적이고 전형적인 배열입니다. 태양은 실제로 이 주기에서 꽤 잘 작동합니다."
향후 몇 년 동안 흑점은 계속해서 태양 극에서 성장하는 새로운 전하 풀에 남은 자성을 추가하여 새로운 자기장을 강화하고 2019년에 마지막으로 관찰된 쌍극자 상태를 재현할 것입니다. 이번에는 2030년대에 쌍극자 상태가 발생하게 됩니다. 태양 최저점 즈음에 과학자들은 1930년대 중반에 정점을 이루는 다음 태양 주기 동안 무슨 일이 일어날지 예측하기 시작할 것입니다.
그러나 이제 과학자들은 이러한 극단적인 반전이 어떻게 전개되는지를 기다리고 있습니다. Hoeksma는 "이것이 어떻게 발전하는지 보는 것은 항상 흥미롭습니다. 두 번 다시 일어나지 않을 것입니다"라고 말했습니다.