천문연, 세계 최초 태양 외부 코로나 온도·속도 동시 측정 성공

2019년 9월 18일 과학용 풍선기구에 실려 성층권에서 관측 중인 코로나그래프(천문연 제공)© 뉴스1

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 한국천문연구원(이하 천문연)이 미항공우주국(이하 NASA)과 공동개발한 태양 코로나그래프(Coronagraph)를 이용해 세계 최초로 태양 외부 코로나의 온도·속도를 동시 측정하는데 성공했다.

18일 천문연에 따르면 코로나그래프는 인공적으로 태양면을 가리고 코로나를 관측하는 장비이다.

천문연-NASA 공동연구진은 지난 2019년 9월18일 태양 코로나그래프를 대형 과학용 풍선기구에 탑재해 고도 약 40km 성층권 상공에서 태양 외부 코로나 관측을 성공리에 수행했다.

이후 천문연은 이 관측 자료를 NASA와 공동으로 분석한 결과 외부 코로나 구조물이 약 100만도의 온도와 초속 260km의 속도를 갖는다는 것을 이번에 공식 발표했다.

이는 태양 코로나 영역 전자의 온도와 속도를 세계 최초로 동시에 측정한 것으로 차세대 코로나그래프의 핵심 기술을 성공적으로 검증했음을 의미한다.

코로나는 빛이 나오는 방식에 따라 ΔK-코로나 ΔF-코로나 ΔE-코로나로 구분한다.

K는 연속이라는 뜻을 갖는 독일어 ‘kontinuierlich’의 첫 글자다.

K-코로나에서는 태양 광구에서 나온 빛이 자유 전자들에 의해 산란돼 매끈한 연속 스펙트럼으로 나온다.

일반적인 코로나그래프는 편광 관측을 통해 K-코로나 영역의 전자 밀도 측정만 가능하다.

그러나 천문연과 NASA가 공동으로 개발한 코로나그래프는 편광 관측은 물론 K-코로나 전자의 온도와 속도 변화에 민감하게 반응하는 4개 파장의 필터를 장착해 온도와 속도 값을 동시에 2차원 영상으로 구현할 수 있도록 고안됐다.

코로나그래프 관측 결과 태양 외부 코로나의 온도 속도 동시 측정 이미지(천문연 제공)© 뉴스1

천문연은 이번에 검증한 코로나그래프의 핵심기술을 바탕으로 향후 NASA와 차세대 코로나그래프를 개발해 2023년께 국제우주정거장(ISS, International Space Station)에 설치할 예정이다.

국제우주정거장용 코로나그래프는 Δ소호(SOHO, Solar and Heliospheric Observatory) Δ파커(Parker Solar Probe)와 같은 기존 태양 탐사선에 비해 훨씬 적은 비용으로 우주 공간에서 지구 대기의 간섭 없이 장기간 연속적인 태양 코로나 관측이 가능하다.

한국측 연구책임자인 천문연 김연한 책임연구원은 “이번 연구개발 성과는 저비용 고효율의 태양 탐사 연구에 대한 독자적 활로를 개척함과 동시에 태양 연구의 난제인 코로나 가열과 태양풍 가속 비밀의 실마리를 푸는 데 큰 기여를 할 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 ‘태양물리저널’ 2021년 1월12일자에 게재됐다.

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