세계 최대 태양 관측 망원경 `DKIST` 첫 영상 공개

ⓒ 데일리포스트 이미지  출처=Pixabay 제공

[데일리포스트=김정은 기자] 2020년 1월 29일(현지시간) 미국 국립과학재단(NSF)이 하와이 마우이섬에 건설한 ‘대니얼 K. 이노우에 태양 망원경(DKIST=Daniel K. Inouye Solar Telescope)’으로 촬영한 태양표면의 사진과 영상을 공개했다.

NSF는 이번 연구를 통해 지구에서 약 1억5000km 떨어진 ‘태양의 수수께끼’를 풀 수 있는 연구가 비약적으로 발전할 것으로 기대한다고 밝혔다. 프랑스 코르도바 NSF 이사는 "프로젝트 착수 이후 이 순간을 학수고대해 왔다"면서 "전례 없이 상세한 이미지와 영상을 공유할 수 있게 됐다"는 소감을 밝혔다.

DKIST가 포착한 태양 표면 이미지 ⓒNSF 

◆ 태양표면의 역동적인 플라즈마 모습 포착

아래가 태양표면의 역동적 변화 모습을 역사상 최고 해상도로 담아낸 영상이다. 촬영은 지난해 12월 10일 이루어졌다.

마치 작은 세포(셀)들이 모인 것처럼 보이지만 세포 하나의 크기가 한반도 세배인 텍사스(약 70만㎢) 면적 정도다. 세포가 꿈틀거리는 것과 같은 모습은 태양표면의 플라즈마 대기층이 격렬하게 요동치는 형상을 포착한 것이다. 세포 중앙 밝은 부분에서 솟은 플라스마는 표면에서 식어 대류 과정을 거쳐 검은 선을 따라 밑으로 가라앉는다.

태양은 초당 약 500만 톤의 수소가 연소하는 거대한 원자로다. 태양 활동은 약 50억 년 동안 계속되고 있으며, 추산에 따르면 45억년 후까지 지속될 전망이다.

이러한 태양에서 발산되는 빛에 의해 지구에는 생명이 싹 트고 있다. 그러나 ‘태양 플레어(태양폭발Solar flare)’ 등 인류에 악영향을 미칠 수 있는 태양 활동도 존재하기 때문에 연구 필요성이 제기되어 왔다.

◆ 태양 연구의 新시대...태양 플레어 48시간 전에 예측

태양 플레어는 태양 대기에서 발생하는 격렬한 폭발 현상으로 강력한 자기장의 활동 영역인 흑점 주변에서 주로 발생한다. 아래 영상은 2012년 미 항공우주국(NASA)이 공개한 태양 플레어 현상이다.

태양 플레어에 따른 자기폭풍은 통신시스템·라디오 전파·전세계위치측정시스템(GPS) 등을 교란 혹은 마비시킨다. 베트남전 당시 바다에 설치한 '기뢰(Naval mine)'가 태양 플레어로 인해 폭발한 적도 있다. 이처럼 우리 삶에 막대한 피해를 유발할 수 있음에도 관련 연구의 폭은 넓지 않은 편이었다.

이 같은 태양 활동 관측을 위해 NSF는 해발 3000미터 할레아칼라산(Mt. Haleakala) 정상에 반사경 지름 4미터의 세계 최대 태양망원경 DKIST를 설치했다. DKIST는 태양에 초점을 맞출 때 집광으로 발생하는 방대한 열을 식히기 위해 야간에 생성한 얼음을 이용한 냉각시스템과 100개 이상의 풍랭(wind cooling) 장비 등이 탑재돼 있다. DKIST는 완공 예정인 7월 이후 본격 가동된다.

대니얼 K. 이노우에 태양 망원경(DKIST)
대니얼 K. 이노우에 태양 망원경(DKIST)

태양 플레어가 지구에 미치는 영향은 현재 48분 전에 알 수 있다. 그러나 앞으로는 DKIST를 통해 48시간 전에 신속한 파악이 가능해질 것으로 기대된다.

NSF는 "태양이 만들어내는 우주 날씨에 대한 이해는 지상 날씨에 비해 50년 이상 뒤처져 있다. 우리는 DKIST를 통해 우주 날씨 배후의 기초 물리학을 연구할 계획"이라며 "태양 활동에 대한 이해가 진전되면 태양 플레어 발생을 현재보다 빨리 감지할 수 있게 된다. 이를 통해 송전망과 같은 중요 인프라 보호 등 우주 기상 변화에 대처할 시간을 벌 수 있다"고 언급했다.

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