연구자들은 태양 자기장과 흑점 주기 사이의 상관관계를 발견해 현재 태양 주기의 정점이 임박했다고 예측했습니다. 이번 발견은 우주 기상 예측에 매우 중요하며 태양 역학을 이해하는 데 큰 진전을 이루었습니다.
콜카타에 있는 국제 우주 과학 연구소 산하 인도 우주 과학 고등 연구 센터의 연구원들은 태양 자기장과 흑점 주기 사이의 새로운 연관성을 발견했습니다. 이번 발견은 태양 활동의 정점을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그들의 연구에 따르면 현재 진행 중인 태양주기 25주기의 정점은 곧, 이르면 내년에 나타날 것으로 예상된다. 그들의 결과는 왕립천문학회 월간 공지: 편지(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters)에 게재되었습니다.
우리 별인 태양은 플라즈마라고 불리는 뜨겁고 이온화된 가스로 만들어졌습니다. 거대한 플라즈마 흐름과 대류는 함께 태양 내부에 자기장을 형성하며, 이는 표면에 어두운 점으로 나타납니다. 이 흑점은 지구 크기와 비슷하며 지구보다 약 10,000배 더 강한 강력한 자기장이 존재합니다.
때때로, 흑점의 자기장은 격렬한 사건으로 인해 붕괴되어 플레어나 코로나 질량 방출과 같은 태양 자기 폭풍을 생성합니다. 이러한 폭풍은 고에너지 방사선을 방출하여 많은 양의 자화된 플라즈마를 우주 공간으로 던집니다. 가장 강력한 지자기 폭풍은 궤도를 도는 위성, 전력망 및 통신에 큰 피해를 줄 수 있습니다.
1600년대 초반부터 수세기에 걸친 관측을 통해 태양에서 관찰되는 흑점의 수가 주기적으로 변한다는 사실이 밝혀졌습니다. 대략 11년마다 흑점의 수와 태양 활동의 강도가 최고조에 달하며, 이때 행성 우주 환경(또는 우주 기상)이 가장 심각한 교란을 받을 것으로 예상됩니다. 그러나 이 피크가 언제 발생할지 예측하는 것은 어려웠습니다.
태양주기는 태양 내부의 플라즈마 흐름 에너지에 의해 구동되는 동적 메커니즘에 의해 생성됩니다. 이 동적 메커니즘은 태양 자기장의 두 가지 주요 구성 요소를 포함하는 것으로 이해됩니다. 하나는 흑점의 순환으로 나타나고 다른 하나는 태양의 대규모 쌍극자 자기장의 재활용으로 나타납니다. 후자는 태양의 한 극에서 다른 극으로 확장되는 지구의 자기장과 매우 유사합니다. 흑점이 순환함에 따라 태양의 쌍극자 장의 강도도 약해지고, 북극과 남극의 위치가 다시 11년마다 바뀌게 됩니다.
발데마이어 효과와 새로운 발견
1935년 스위스 천문학자 막스 발트마이어(Max Waldmeier)는 흑점 주기가 빠르게 상승할수록 흑점의 강도도 커지므로, 더 강한 흑점 주기가 최대 강도까지 상승하는 데 걸리는 시간이 짧아진다는 사실을 발견했습니다. 이 관계는 흑점의 초기 상승 단계에 대한 관찰을 기반으로 흑점 주기의 강도를 예측하는 데 종종 활용됩니다.
콜카타에 있는 IISER 연구소의 Priyansh Jaswal, Chitradeep Saha 및 Dibyendu Nandy는 왕립 천문 학회 월간 통지(왕립 천문 학회 서한의 월간 통지)에 태양 쌍극자 자기장의 감소 속도가 진행 중인 흑점 주기의 상승 속도와도 관련이 있다는 새로운 관계의 발견을 보고하는 연구 원고를 발표했습니다.
전 세계 여러 지상 태양 관측소에서 수십 년 동안 수집한 데이터를 바탕으로 한 이번 발견은 태양의 두 가지 주요 자기장 구성 요소를 연결하는 발트마이어 효과를 보완하며, 흑점의 진화가 태양 역학 과정의 작동과 분리될 수 없으며 단순한 증상이 아니라는 이론을 뒷받침합니다.
과학자들은 태양의 쌍극자 자기장의 감소 속도에 대한 관찰이 흑점 관찰과 효과적으로 결합되어 진행 중인 주기가 언제 정점에 이를지 예측할 수 있음을 보여주었습니다. 그들의 분석에 따르면 태양주기 25의 최대치는 2024년 초에 발생할 가능성이 가장 높으며 불확실성은 2024년 9월까지 계속됩니다.
이 발견은 태양 활동이 가장 강렬하고 우주 기상 교란이 가장 빈번할 것으로 예상되는 태양 주기의 정점 시기를 예측하는 데 새로운 창을 열어줍니다.