세계에서 가장 강력한 태양망원경 시험 가동

하와이 이노우에 태양망원경, 태양 표면의 요동치는 플라즈마 ‘쌀알무늬 현상’ 역대급 초고해상도로 촬영

최근 시험가동을 시작한 하와이 이노우에 망원경(Daniel K. Inouye Solar Telescope)이 초고화질의 태양 표면 사진과 영상을 첫 촬영에 성공했다.
미 국립과학재단은 지난 29일(화) 하와이 마우이섬의 해발 3천미터 휴화산인 할레아칼라산 정상에 건설된 이노우에 망원경이 작년 12월 10일 처음 촬영한 사진을 공개했다.

이노우에 망원경 (사진=NSO/AURA/NSF)


이노우에 망원경은 ‘파커 태양 우주망원경’과 오는 2월에 발사될 예정인 유럽우주국의 태양관측위성 ‘솔라 오비터’와 함께 태양 3대 망원경으로, 향후 50년가량동안 태양 및 태양기후 관측을 위한 활약을 할 것으로 기대된다.
미국 국립과학재단의 천문과학 프로그램 책임자인 데이비드 보볼츠는 “앞으로 6개월 동안 보조장비를 추가하면서 이노우에 망원경을 계속 테스트할 예정”이라며 “이 망원경은 갈릴레오가 1612년 망원경으로 태양을 처음 관측한 이래 수집된 모든 태양 관측 데이터보다 더 많은 정보를 앞으로 5년 안에 수집하게 될 것”이라고 말했다.
이노우에 망원경의 첫 태양 사진에는 태양 표면의 플라즈마가 들끓는 ‘쌀알무늬 현상(Granulation)’이 30km의 매우 높은 해상도로 찍혔다. 이노우에 망원경에는 ‘태양 전용 현미경’이라는 별명도 붙었다.

이노우에 망원경은 태양을 30km 단위의 표면구조까지 들여다볼 수 있는 해상도를 자랑한다. 위 그림은 쌀알무늬 크기를 텍사스 면적 등과 비교한 정보. (사진=NSO/AURA/NSF)

◈ 태양이 내뿜는 광자에 담긴 정보를 찍어라
태양은 광자가 오랜시간 탈출하지 못하는 불투명한 고온 플라스마로 이뤄져있으며, 내부에서 발산되는 핵에너지가 태양 표면에 이르기까지 복사와 대류의 과정을 거친다.
흥미로운 점은 태양 중심의 핵융합으로 발생한 광자가 모든 복사와 대류를 거쳐 태양 표면으로 탈출하기까지 백만년의 시간이 걸린다는 것이다.
그만큼 복사와 대류의 복잡한 매커니즘이 광자를 태양 내부에 잡아두며, 태양은 엄청난 에너지를 품고있는 것이다.
이노우에 망원경은 이번에 지상에서 관측 가능한 가장 태양 최외곽의 가스가 대류하는 모습을 역사상 가장 높은 해상도로 포착했다.
태양의 매커니즘을 밝히기 위해서 우리가 얻을 수 있는 정보는 표면에서 방출된 광자를 기록, 즉 사진을 찍는 것으로부터 시작한다.

◈ 이노우에 망원경 첫 개시, 태양의 들끓은 ‘쌀알무늬 현상’ 촬영
이노우에 망원경이 찍은 사진의 밝은 영역은 상대적으로 더 뜨거운 온도로 인해 표면으로 올라오는 플라즈마를 나타내고, 사진의 어두운 부분은 플라즈마가 냉각하면서 아래로 침강하는 것을 보여준다.

태양 쌀알무늬 현상을 일으키는 가스의 대류를 나타낸 그림
이노우에 망원경이 촬영한 살아움직이는 태양 쌀알무늬 대류현상의 영상


이 쌀알무늬 현상을 관측하고 분석함으로써 태양의 자기장을 더 면밀히 주시할 수 있는데, 태양 자기장은 우주기상의 열쇠를 쥐고 있기때문에 상세한 관측은 우주기상 예보 품질을 향상시킬 수 있다.
미국 해양대기청은 2017년 미국에서 허리케인 이마가 발생했을 당시 태양의 우주기상으로 인해 8시간 동안 무선통신과 항공, 선박 통신에 차질이 빚어졌다고 보고한 바 있다.
미 국립과학재단은 이노우에 망원경이 태양 자기장 변화를 예측하는 시간을 기존 48분에서 48시간으로 확대시킬 것으로 기대했다.
이노우에 망원경은 태양 가까이서 태양풍을 연구하고 주시하는 파커 태양 우주망원경과 태양 주변을 선회할 솔라 오비터와 함께 태양을 다방면으로 관측해 우주기상예보 및 우리와 가장 가까운 별인 태양을 연구하는 데에 큰 기여를 할 것으로 보인다.


최미영 과학기자 press6@newskorea.com

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