태양과 흑점

흑점이 무엇인가요?

태양에는 부분 부분 검게 보이는 부분이 있습니다. 이것을 우리는 흑점이라고 부릅니다.

태양은 강한 자기장을 가지고 있습니다. 이 자기장에 의해 태양의 대류가 방해를 받고, 주변(약 5800K)보다 온도가 낮은 곳이(약 4000~5000K) 생깁니다. 온도가 낮은 부분은 주변에 비해 약 40%가량 어두워, 우리가 관측할 때 검은 점처럼 보이게 됩니다. 흑점의 크기는 매우 다양한데, 어떤 흑점은 지구의 몇 배 크기 수준으로 큽니다. 또 각 흑점에 과학자들이 번호를 붙여 두었습니다.

 

흑점이 지구와 무슨 상관이 있을까요?

인류는 오랜 기간에 걸쳐 태양의 흑점을 관찰해왔습니다. 1700년 전 중국의 천문학자는 태양에 까마귀가 있고, 이 까마귀는 며칠 뒤 없어졌다고 기록했다고 합니다. 이것은 아마 태양의 흑점에 대한 기록일 것입니다. 흑점은 그 갯수나 크기가 주기적으로 변하는데, 이 때마다 지구에 어떤 좋지 않은 영향(역병의 대 유행, 자연재해 등)이 일어난다고 믿었습니다. 이것이 비과학적인 미신처럼 보일 수 있겠지만, 현대의 과학자들도 흑점이 지구에 많은 영향을 미친다는 것을 과학적으로 밝혀 냈습니다.

 

흑점과 태양의 활동

흑점이 많다는 것은 태양의 활동이 활발하다는 뜻입니다. 이 시기에는 태양 표면에 폭발이 잦아지고, 에너지가 아주 높은 고온 플라스마 입자가 실린 태양풍이 지구까지 도착합니다. 태양 흑점 폭발 규모는 태양 X선의 세기, 태양 입자의 양 등에 따라 1~5단계로 구분합니다. 5로 갈수록 규모가 크고 지구에 미치는 영향이 큽니다.  이로 인해 인공위성 및 GPS 통신 장애, 항공기 단파통신 장애 등 지구 상의 전파가 큰 영향을 받고, 전산망 마비 또는 화재가 나타납니다. 아름다운 오로라가 많은 지방에서 관측되기도 합니다. 또 흑점 폭발이 심한 시기에 항공기에 있는 항공기 승객은 태양 X선에 피폭되기도 합니다. 일부 과학자들은 태양 플레어가 강력하고 자기 폭풍이 발생하는 시기, 즉 극대기에 태어난 사람들은 태양 극소기에 태어난 사람들보다 수명이 짧다고 주장하였습니다. 이 연구를 통해 태양 활동이 생물의 세포나 핵산에 손상을 줄 수 있어 생식 활동에도 영향을 미친다는 것을 유추해볼 수 있다고 합니다. 그 외에도 농작물 성장 방해, 인체 유전자 손상에 의한 암 발생, 뇌졸중 환자 증가 등 다양한 영향을 미치고 있습니다. 지금도 많은 과학자들은 태양 흑점에 대해 연구를 하고 있고, 태양과 기후변화와의 관계도 연구 중입니다. 우리나라에서는 미래창조과학부 국립전파연구원에서 흑점을 연구하고 있습니다.

 

흑점 수의 측정

울프 수 또는 전역흑점수, 상대측점수, 취리히 수 등 다양한 계산법을 이용해 흑점의 수를 잽니다. 이 흑점의 수를 기록하고 변화를 판단해 태양 활동의 주기를 알 수 있습니다. 태양 활동은 11년을 주기로 극소기와 극대기를 반복합니다.스위스의 천문학자 루돌프 울프가 18세기 중반 제안한 흑점 지수 계산법, 울프 수를 기준으로 1755~1766년을 1주기로 명명했으며, 그 이후 11년마다 주기의 숫자를 더해 갑니다. 인류는 태양의 활동에 영향을 미칠 수 없고 단지 적응하는 것이 최선이므로, 우주선이나 인공위성의 발사, 항공기 운항, 통신 및 전력망 관리 등에 이 주기를 고려합니다.