태양으로 뛰어든 파커솔라 탐사선...사진 보내오다

중앙 밝은 얼룩 ‘수성’·줄무늬 코로나 스트리머 관찰

역사상 태양에 가장 가까이...2700만km서 촬영·전송

향후 7년간 태양 대기 상층 코로나서 24회 궤도비행

내년 4월 사진 재전송...태양 600만km 상공 접근 시도

기사입력 : 2018-12-17 05:53

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파커솔라탐사선의 WISPR(Wide-field Imager for Solar Probe) 카메라가 지난달 8일 코로나 스트리머(왼쪽상단의 밝은 빛줄기 무늬)를 촬영했다. 코로나 스트리머는 태양대기에 있는 물질로 구성되는데 대개 활동이 활발해지는 태양의 활동 지역 너머에 위치한다. 이 미세한 스트리머 구조는 매우 선명하다. (사진=나사)
[글로벌이코노믹 이재구 기자] 사진 중앙에는 밝은 얼룩이 보인다. 수성이다. 검은 점도 보인다. 카메라 '배경 사진 보정과정에서 나타난 얼룩이다. 사진을 가로지르는 번쩍이는 줄무늬는 코로나 스트리머(corona streamer), 즉 태양(우리 태양)이 매우 활성화된 지역 근처의 태양 물질이다.

태양 탐사 우주선 파커솔라탐사선(Parker Solar Probe·PSP)이 지난달 6일 태양에서 2710만km 떨어진 곳까지 근접해 촬영한 사진을 전송했다. 탐사선에 탑재된 WISPR(Wide-field Imager for Solar Probe)카메라는 파커의 고밀도 방열판 뒤에서 옆으로 향하게 해 사진을 촬영했다.

유니버스투데이는 14일(현지시각) 파커솔라 태양탐사선이 보내온 첫 번째 태양 사진을 소개했다. 미항공우주국(NASA·나사)은 태양이 우리 행성에 어떻게 작용하는지를 알기 위해 역사상 태양에서 가장 가까운 곳에서 촬영한 사진을 공개했다.

PSP는 지난 8월 발사돼 이 날로 발사된 지 124일째를 기록하고 있는 중이다. 그리고 이 사진은 지구에서 발사된 우주선이 별(태양)에 가장 가까이 접근한 최초의 사례다.

이 탐사선은 향후 7년간 태양의 상층 대기의 코로나로 들어가 태양궤도를 24차례 돌게 된다.

탐사선과 태양과의 거리는 최종적으로 600만km로 가까워진다. 이전까지 태양에 가장 가까이 접근한 거리는 2700만마일(약4374만km)였다.

◇역사상 태양에 가장 근접한 탐사선

최근 워싱턴D.C.에서 열린 미국지구물리학연합(AGU)미팅에서 4명의 과학자들이 자신들이 파커솔라탐사선에서 얻고 싶어하는 내용을 공유했다. 이들은 탐사선이 태양, 코로나, 태양풍과 관련한 수십년 된 질문에 대한 답을 해결하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

태양을 연구하는 과학자들은 이것을 오랫동안 예상해 왔고 기다림은 그만한 가치가 있었다.

파커솔라탐사선이 최초로 태양을 만나는 단계(encounter phase)는 흥분의 도가니였다. 10월31일부터 11월11일까지 파커솔라탐사선은 태양의 외부 대기인 코로나를 속도를 내 통과하면서 최초로 태양을 만나는 단계에서의 첫 임무를 완료했다.

4개의 첨단 계측기는 전례없는 데이터를 수집했다.

천문학자들은 솔라파커호가 임무 수행 과정에서 태양의 신비한 과정을 이해하는데 도움이 되는 중요한 데이터를 제공할 수 있기를 희망하고 있다.

테리 쿠세라 나사 고다드 우주비행센터의 태양물리학자는 “파커솔라 탐사선은 우리가 방문한 적 없는 지역으로 가능 중”이라고 말했다.

◇파커솔라탐사선이 해결해줄 3가지 궁금증

나사는 파커솔라 탐사선이 오랫동안 과학자들을 혼란스럽게 만들었던 3가지 주요한 신비를 설명할 수 있기를 희망하고 있다.

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파커솔라탐사선의 태양 근접 상상도 (사진=나사)
여기에는 다음과 같은 것들이 포함된다.

즉, 어떻게 코로나가 태양 표면보다 약 300배나 더 높은 온도(100만∼200만 K)로 가열되는지, 태양풍이 어떻게 그런 엄청난 속도로 가속되는지, 어떻게 태양에서 빛의 절반 속도인 입자들이 방출되는지 등이다.

니콜라 폭스 나사 본부의 태양물리학 소장은 “태양물리학자들은 이같은 임무가 가능하길 60년 이상 기다려 왔다. 우리가 해결하고자 하는 태양의 신비는 코로나에서 기다리고 있다”고 말했다.

탐사선은 향후 7년간 임무를 수행하게 되는데 24번의 태양을 만나는 단계 동안 태양 궤도를 24번 돌게 된다. 파커 솔라는 임무 수행 중 7차례의 금성 중력의 지원을 받는 보조비행을 통해 점진적으로 태양 주변 궤도로 가까이 다가간다. 파커솔라 탐사선과 태양과의 거리는 최종적으로 600만km로 가까워진다. 이전까지 태양에 가까이 근접한 거리는 2700만마일(약4374만km)였다.

각 태양 만남 단계는 탐사선이 0.25천문단위(AU), 즉 태양으로부터 3750만km 범위 안에 있을 때 이뤄진다. 1AU는 지구에서 태양까지의 거리인 평균 1억5000만km다. 이 동안 과학용 계측기를 통해 데이터를 수집한다. 탐사선은 엄청난 열과 복사선에 노출되면서 통신을 할 수 없게 된다. 태양물리학자들은 파커솔라탐사선이 각 단계(encounter phase)마다 단 한번의 통신기회가 있어 지구와 통신할 수 있는 것으로 보고 있다.

누어 라우아피 존스홉킨스대 응용물리학연구소 파커솔라탐사선 프로젝트 과학자는 “파커솔라탐사선은 우리에게 수십년간 수수께끼였던 태양현상을 이해하는데 필수적인 측정결과를 제공하고 있다”고 말했다.

최초로 태양과 만나는 단계는 이제 완성됐다. 파커솔라탐사선은 아직도 많은 할 일을 남겨놓고 있지만 과학자들은 AGU에서 이 임무를 통해 알고싶은 많은 것들을 공유했다.

이 임무 프로파일에 있는 어려움 때문에 이번 만남으로 얻어진 데이터는 두 번째 태양과의 만남 시점인 내년 4월까지는 다운로드되지 않을 수 있다.

파커솔라탐사선은 태양을 연구하는 유일한 탐사선이 아니다. SOHO(Solar Heliospheric Observatory), SDO(Solar Dynamics Observatory), 스테레오-A(STEREO-A, Solar and Terrestrial Relations Observatory Ahead) 등이 있다. 하지만 이 3대의 태양 탐사선 가운데 어느 것도 파커솔라탐사선만큼 태양에 가까이 접근한 적은 없다.

누어 라우라피 파커 연구원은 “우리는 데이터를 얻을 때까지 태양 가까이에서 어떤 것을 기대할 수 있을지 모른다. 그리고 우리는 아마도 어떤 새로운 현상을 보게 될 것이다”라고 말했다. 그는 “파커는 탐사임무를 맡고 있다. 새로운 발견을 위한 잠재력은 엄청나다”고 덧붙였다.

◇엄청난 과학적 측정장비

엄청난 과학적 측정 장비를 가진 탐사선 계측기를 이용해 태양의 대기를 측정하면 과학자들은 별들이 어떻게 작동하는지 발견할 수 있는 새로운 도구를 갖게 된다.

파커솔라탐사선의 ISʘIS 제품군은 활발한 입자 가속을 이해하는 데 도움이 되며 FIELDS 장비는 코로나 가열을 이해시켜 줄 전기 활동을 감지한다. 태양으로부터 방출된 이온의 열 속성은 태양 탐사 컵(Solar Probe Cup) 계측기로 연구되며, 이는 FIELDS와 결합하여 태양풍의 행동을 이해하게 해 준다.

나사는 이번 파커솔라탐사선 임무는 화성에 도달하는데 소요된 연료의 55배가 필요하다고 밝히고 있다.


이재구 기자 jklee@g-enews.com

이재구 IT전문기자 jklee@g-enews.com

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