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- 북극 거주민들의 무용담과 신화에 오로라는 예감의 사절로 여겨져
- 모두 상당히 비슷해 보이지만, 언뜻 보면 고정된 패턴을 따르지 않아.
- 오로라는 종종 동서 방향으로 하늘을 가로질러 고요하게 빛나는 호를 형성
- 오로라 띠는 훨씬 더 움직이고 가변적, 녹색을 띠다가 다시 희끄무레하거나 붉은색을 띈다.

극광(polar light)
빛나는 "하늘 뱀"의 비밀

그들은 밤하늘에서 녹색 커튼처럼 빛나고, 은빛 커튼을 형성하거나 심지어 피처럼 붉게 보인다. 극광은 자연에서 가장 인상적인 현상 중 하나다. 그러나 이에 대한 물리적 프로세스는 아직 완전히 밝혀지지 않았다. "불 같은 천상의 뱀"은 여전히 ​​연구자들에게 미스터리다.

북극의 얼어붙은 지역이든 남극이든 – 오로라의 빛 현상은 우리 조상들의 상상력에 불을 붙였다. 북극 주민들의 무용담과 신화에 오로라는 예감의 사절로 여겨졌다. 중세 시대에 북극광은 사람들에게 돌이키라고 경고하고 재난과 전쟁의 전조로 보는 신의 신호로 간주되었다.

▲ 2011년 태양 폭풍 동안 알래스카 상공에서 본 것과 같은 오로라는 매혹적인 대기 현상이다. 그러나 그 이면에 있는 것은 아직 완전히 풀리지 않았다. © NASA/James Spann

오늘날 우리는 오로라가 신성하다는 생각이 줄고 물리적 힘이 작용한다는 것을 더 많이 알고 있다. 그리고 이 "하늘의" 장관은 결코 순전히 지상의 특질이 아니다. 오로라의 원인과 메커니즘은 오랫동안 생각했던 것처럼 간단하지 않다. 오로라에는 여전히 몇 가지 비밀과 놀라움이 있다.

북극광은 극광과 다르다: 활, 리본, 어두운 소용돌이

오로라는 분명하다. 어두웠던 밤하늘에 형형색색의 커튼이 갑자기 밝아진다. 반짝이는 줄무늬는 부드러운 바람에 휘날리는 커튼처럼 우리 머리 위로 물결친다. 언뜻 보면 고정된 패턴을 따르지 않고 모두 상당히 비슷해 보이지만 이러한 인상은 기만적이다.

▲ 아이슬랜드 아크라네스(Akranes) 등대위에 펼쳐진 오로라

차분한 아치와 활기찬 리본

자세히 살펴보면 일정한 규칙성을 볼 수 있다. 오로라는 종종 동서 방향으로 하늘을 가로질러 고요하게 빛나는 호를 형성한다. 이 오로라는 많은 움직임 없이 최대 10분 동안 가만히 서 있을 수 있다. 오로라의 또 다른 종류는 커튼이다. 수평선에서 하늘 높이까지 뻗어 있고 여러 가지 색상을 가질 수 있는 광범위하고 오히려 확산된 베일이다. 극지 연구원 Fridtjof Nansen은 이미 이 현상을 "반짝이는 은빛 베일"이라고 설명했다.

반면에 오로라 띠는 훨씬 더 움직이고 가변적이다. 안정적인 아크와 달리 상대적으로 빠르게 변형되고 기복이 있는 범프와 루프를 형성한다. 색상은 시간이 지남에 따라 변할 수 있다. 때로는 녹색을 띠다가 다시 희끄무레하거나 심지어 붉은색을 띈다. 넓은 빛의 띠 내에서 더 좁고 횡방향인 광선을 자주 볼 수 있는데, 이 광선은 서서히 밝아졌다가 다시 어두워진다.

▲ 알래스카 상공에서 고요히 빛나는 오로라 아크를 볼 수 있다. © NASA/Terry Zaperach

대관식과 검은 오로라

오로라 아크의 특별한 형태는 코로나다. 같은 이름에도 불구하고 달이나 태양 코로나 주위의 화려한 고리와는 아무런 관련이 없다. 오로라 코로나 동안 밝은 광선은 우리 바로 위에서 별 모양으로 갈라지는 것처럼 보인다. 이 인상은 우리가 북쪽 호를 정면으로 바라보고 있기 때문에 발생한다.

더욱 화려하고 신비한 것은 검은 오로라다. 특히 밝고 움직이는 오로라의 끝에서 나타날 수 있으며 이러한 오로라 중간에 있는 일종의 어두운 이미지다. 페어뱅크스에 있는 알래스카 대학의 네드 로젤(Ned Rozell)은 "검은 소용돌이가 오로라의 장막을 가로질러 휘감긴다"고 이 현상을 설명했다. "어두운 연기의 고리처럼 보이는 검은 고리가 밝은 빛의 장막을 배경으로 도드라지고 검은 반점이 거대한 아메바처럼 희미한 빛의 바다를 이동한다.“

▲ 오로라 오벌 너머에서 오로라는 종종 여기 뉴질랜드에서처럼 불그스름한 확산 커튼으로 나타난다. © NASA/ Steven Graham

갈릴레오와 거짓 새벽

상대적으로 명확하게 구조화된 오로라는 특히 고위도 지역에서 일반적이다. 위도 64도 너머 약 400km 너비의 북극광에서는 1년에 최대 240일 밤에 발생한다. 그러나 갈릴레오 갈릴레이가 발견한 것처럼 극광은 중위도에서도 발생할 수 있다. 1619년 이탈리아의 천문학자는 한밤중에 흩뿌려지고 붉게 반짝이는 빛을 관찰하고 새벽과 닮았기 때문에 이 현상을 "오로라"라고 명명했다. 북극광은 오늘날까지 그의 이름을 따서 명명되었다.

오늘날 우리는 주로 붉은 빛을 띠고 구조가 작은 이 오로라가 보통 위도에 있는 오로라에 일반적이라는 것을 알고 있다. 그들의 외모는 중세 사람들에게 이 천상의 빛을 파멸의 전조로 보도록 이끌었다. 붉은빛은 그들에게 천상의 어떤 것보다 지옥을 상기시켰다.
하지만 무엇이 이 매혹적인 발광 현상을 만들어 낼까?  (계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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