NASA, 우주에서 ‘오로라 형성 과정’ 최초 관측

우주에서 오로라가 형성되는 과정이 최초로 관측됐다. 미국항공우주국(NASA)은 지난해 3월 발사한 ‘지구자기권 다중스케일(Magnetospheric Mult-Sclase·MMS)’ 위성의 첫 탐사 결과를 세계적 학술지 ‘사이언스’ 13일자에 공개했다.

밤하늘을 수놓는 아름다운 오로라는 지구와 태양의 자기력선이 서로 만나는 과정에서 탄생한다. 지구의 자기장과 태양의 자기장이 마주치는 과정에서 서로 반대 방향의 자기장이 만나면 폭발력을 가진 에너지를 발생시키는 ‘자기 재결합’이 일어난다. 아름다운 오로라와, 지구의 통신 교란 등이 자기 재결합의 결과다.

NASA는 지난 해 3월 지구와 태양 간 자기장의 상호작용을 연구하기 위한 4개의 관측위성 MMS를 동시에 발사했다. 여름부터 본격 연구를 시작한 MMS는 지표면으로부터 지구 반지름의 10~15배 떨어진 거리의 ‘자기권계면’ 지역을 유용하며 플라스마의 밀도, 자기장, 전기장 등을 직접 관측했다.

우주에서도 어떤 시간에 어떤 지역에서 자기 재결합이 일어날지 예측하기 힘들기 때문에 쉽지 않은 미션. MMS는 자기권계면 지역을 4000번 이상 회전한 끝에 실제로 자기재결합 현상을 관측하는 데 성공했다.

연구진은 자기장이 재결합하는 과정에서 전자가 자기력선을 따라 일정한 방향으로 이동한다는 사실도 확인했다. 내달에는 5㎞ 떨어진 거리에서 자기재결합 현상을 다시 관측할 것으로 예상하고 있다.

이재진 한국천문연구원 태양우주환경그룹장은 “이론으로만 제시되던 오로라가 생성되는 기작을 관찰한 셈”이라며 “우주로부터 야기되는 지구 전리권 교란, 전력망 손상 등 현상을 이해하는 데 도움될 것”이라고 말했다.

권예슬 동아사이언스기자 yskwon@donga.com