수십 개 흑점이 동시에 폭발, 초강력 태양폭풍이 지구 덮치면…

영화 ‘더 폰’으로 본 태양폭풍 영향

미국항공우주국(NASA)이 운용하는 태양 관측 위성이 촬영한 태양 표면. 21일 현재 태양 표면에서는 흑점이 77개 관찰됐다. 미국항공우주국(NASA) 제공

“오늘 오전 8시 50분경 강력한 태양 폭발이 발생했습니다. 이로 인해 스마트폰이나 위성위치확인시스템(GPS) 등의 서비스가 마비되거나 교란될 수 있다고 전문가들은 전했습니다.”

22일 개봉한 영화 ‘더 폰’은 강력한 태양폭풍이 발생하면서 통신 장애가 일어나고 이로 인해 1년 전 살해된 아내와 1년 후를 살고 있는 남편이 전화로 연결되는 미스터리한 설정에서 시작된다.

흑점 폭발이 정말 이런 상황을 만들어낼 수 있을까. 과학자들은 태양폭풍이 시간을 초월해 과거와 미래를 잇는다는 설정은 다분히 영화적인 상상력이라고 말한다. 하지만 수십 개의 흑점이 동시에 폭발하는 초강력 태양폭풍이 발생할 경우 태양 표면에서 방출된 막대한 에너지를 가진 입자가 지구를 덮치면서 최악의 경우 ‘블랙아웃’을 야기할 수 있다.

22일 개봉한 영화 ‘더 폰’은 강력한 태양흑점 폭발이 발생하면서 1년 전 살해된 아내(엄지원 분)와 남편(손현주 분)이 시간을 거슬러 전화로 연결된다는 설정에서 이야기가 전개된다. NEW 제공

○ 대규모 통신 장애 가능성은 낮아

태양은 11년 주기로 흑점 수가 증감한다. 태양흑점이 폭발하며 표면에 있던 높은 에너지를 가진 플라스마 입자가 우주로 방출되면서 태양폭풍이 발생한다. 2013년부터 극대기에 접어든 태양은 여전히 왕성하게 활동하고 있다. 2014년에 딱 하루를 제외하고 2013년부터 지금까지 태양 표면에는 매일 흑점이 생겼다. 21일 현재 태양 표면에는 77개의 흑점이 형성됐다. 태양 활동이 점점 격렬해지고 있다는 뜻이다.

태양흑점 폭발이 일어나면 강력한 빛에너지가 방출되면서 빛의 속도인 초속 30만 km로 지구에 도달해 전리층에 영향을 미친다. 전리층은 전파를 반사해 무선통신을 돕는 영역인 만큼 무선통신 장애가 생길 수 있다. 지구의 유일한 보호막인 지구자기장과 충돌하면 지자기폭풍이 일어나고 전력, GPS 등에 일대 혼란을 일으킨다.

한진욱 국립전파연구원 우주전파센터 연구사는 “최근에는 지자기폭풍이 발생해 전파 교란이 생길 경우 더 강력한 신호를 이용해 통신할 수 있는 기술이 개발됐다”며 “일시적으로 통화 품질이 떨어질 수 있지만 대규모 통신 장애는 일어나지 않을 것”이라고 말했다.

○ 1∼3일 안에 흑점 폭발 가능성 예보

태양흑점이 폭발하면 X선과 고에너지 입자는 8분 20초 만에 지구에 도달한다. 이 때문에 태양폭풍을 미리 예보하기는 쉽지 않다. 반면 흑점 폭발로 생기는 플라스마는 2, 3일 후 지구에 도착한다.

봉수찬 한국천문연구원 태양우주환경그룹 책임연구원은 “지상과 인공위성의 관측 결과를 종합해 태양흑점 폭발 예보 모델을 개발하고 있다”며 “현재는 1∼3일 안에 태양흑점 폭발이 일어날 확률을 예보하는 수준”이라고 말했다. 가령 22일 현재 예보에 따르면 24시간 안에 흑점 폭발로 낮은 등급(1∼2)의 전파 피해가 생길 확률은 20%이며, 플라스마가 지구에 도달할 확률은 1% 미만이다.

지구에서 태양흑점 폭발에 가장 영향을 크게 받는 곳은 극지다. 지구자기장의 보호를 받을 수 없는 유일한 두 지역이 남극과 북극이다. 극지에서는 지구자기장이 지표면과 수직으로 뻗어 나가 태양의 자기장과 직접 만난다. 이 때문에 흑점 폭발로 생긴 플라스마가 극지 상공에는 더 쉽게 도달한다.

오로라가 그 결과물 중 하나다. 오로라는 대기 중 질소와 산소가 플라스마로부터 뺏은 에너지를 다시 빛의 형태로 방출하면서 생긴다. 플라스마가 증가할수록 오로라 발생 강도도 커진다. 또 태양폭풍을 타고 날아온 우주 입자가 지구자기장과 충돌하는 과정에서 열을 발생시키고, 이 열은 전 지구적인 대기 순환을 일으킨다.

지건화 극지연구소 극지기후변화연구부 책임연구원은 “극지는 태양 활동이 지구에 미치는 영향을 직접 관찰할 수 있는 최적의 장소”라며 “대기과학의 궁극적인 목적이 이전에는 기상 예측이었다면 최근에는 우주기상 예측까지 확대됐다”고 말했다.

권예슬 동아사이언스 기자 yskwon@donga.com