Andrews University의 최신 연구에 따르면 태양 플레어의 입자 온도는 이전의 과학적 추정치를 훨씬 초과하며 일부 이온의 온도는 원래 생각했던 것보다 6.5배 더 높은 것으로 나타났습니다. 이번 발견은 반세기 동안 천문학계를 혼란스럽게 했던 태양 플레어 미스터리에 대한 설명을 제공합니다.
태양 가장자리 플레어는 지구만큼 큽니다. 이미지 출처: Alexander Russell(Andrews University)은 오픈 소스 Python 소프트웨어 패키지 SunPy 및 NASA Solar Dynamics Observatory 우주 망원경 데이터를 사용하여 제작되었습니다. 데이터는 NASA EPIC 팀에서 제공했습니다.
태양 플레어는 태양 외부 대기에서 에너지가 격렬하게 폭발하여 국부 온도를 섭씨 1천만도 이상으로 상승시키는 현상입니다. 이러한 폭력적인 활동은 태양 엑스레이와 방사선을 크게 증가시켜 우주선, 우주 비행사 및 지구의 상층 대기의 안전에 영향을 미칩니다.
연구에 따르면, 태양 플레어가 열 플라즈마를 발생시킬 때 전자와 이온의 온도는 일정하다는 것이 일반적인 통념입니다. 하지만 연구팀은 최근 다양한 분야의 발견을 소개하며 태양 플레어가 전자보다 훨씬 더 강하게 열 이온을 발생시키고, 이온의 실제 온도는 6천만도 이상까지 높을 수 있다는 사실을 확인했다.
이번 연구의 수석 리더이자 세인트 앤드루스 대학교 수학 및 통계학부의 태양 이론 수석 강사인 알렉산더 러셀(Alexander Russell) 박사는 “최근 자기 재결합이라는 물리적 과정이 이온의 가열 효율을 전자의 6.5배로 만드는 것으로 밝혀졌습니다. 이 규칙은 지구 근처 공간, 태양풍 및 컴퓨터 시뮬레이션에서 여러 번 확인되었지만 이전에는 태양 플레어 연구에 적용된 적이 없습니다.”라고 말했습니다.
태양 플레어. 이미지 출처: NASA 태양 역학 관측 우주 망원경(NASA EPIC 팀을 통해 획득)의 데이터와 함께 오픈 소스 SunPy Python 패키지를 사용하여 Alexander Russell(Andrews University)이 제작했습니다.
이전에는 플레어에서 전자와 이온의 온도가 동일해야 한다고 믿어졌습니다. 그러나 현대 데이터를 이용해 재계산한 결과, 연구진은 온도의 큰 차이가 수십 분 동안 지속될 수 있다는 사실을 발견했으며, 이는 과학자들에게 초고온 이온이 플레어의 물리적 과정에 미치는 영향을 재검토할 수 있는 첫 번째 기회를 제공했습니다.
이 최신 이온 온도 데이터는 태양 플레어 스펙트럼 선의 확장 현상을 잘 설명하고 천체 물리학 커뮤니티에서 거의 50년 동안 혼란을 겪어온 획기적인 발전을 촉진합니다. 1970년대부터 학계에서는 스펙트럼 선 확장이 난류에 의해서만 발생할 수 있다고 의심해 왔지만 구체적인 난류 메커니즘을 정의하는 것은 항상 어려웠습니다. 이제 연구자들은 이온 온도 자체의 상당한 증가가 스펙트럼 선 확장의 중요한 원인이 될 수 있으며, 이는 관찰 및 이론적 연구 패러다임의 변화를 촉발할 수 있다고 제안합니다.
결과는 2025년 9월 3일자 "천체물리학 저널 레터스" 잡지에 게재되었습니다. 저자로는 Alexander J.B. Russell, Vanessa Polito, Paola Testa, Bart De Pontieu 및 Sergey A. Belov가 있습니다.
/ScitechDaily에서 편집됨