3분 읽기
- 나무 나이테의 동위원소 분석, 지구는 1만2천 년 동안 5번-8번 극심한 태양 폭풍 겪어
- 1859년 캐링턴 사건 발생: 북유럽과 북미의 대부분 지역에서 전신 네트워크 붕괴
- 우리 별이 가까운 미래에 그러한 슈퍼플레어를 방출한다면, 그것은 막을 수 없을 것

Sun: 100년마다 슈퍼플레어가 발생
극단적인 폭발은 태양과 같은 별에서 이전에 생각했던 것보다 더 자주 발생한다.

위험을 과소평가했나요?
천문학자들이 발견한 바와 같이, 극단적인 방사선 폭발은 우리 태양과 같은 별에서 이전에 생각했던 것보다 더 자주 발생하는 것으로 보인다. 이에 따르면 이러한 슈퍼플레어는 평균 100년에 한 번씩 발생하며 수조 개의 수소폭탄보다 더 많은 에너지를 방출한다. 지난 1만2천 년 정도 동안 지구상에서 이러한 극단적인 태양 폭발은 단 8번만 확인되었다. 그러나 팀이 "Science"에서 보고한 것처럼 다음 슈퍼플레어는 우리 기술 세계에 파괴적인 결과를 가져올 수 있다. 

▲ 이 대규모 태양 폭발은 2012년 8월 31일에 발생했다. 왼쪽 하단은 비교를 위해 지구의 크기를 보여준다. 그러나 슈퍼플레어는 수천 배 더 폭력적이고 더 활력이 넘칠 것이다. © NASA/GSFC/SDO

태양은 현재 11년의 최대 활동 주기를 거치고 있지만 대부분의 태양 폭발과 태양 폭풍은 우리가 보통 눈부신 북극광을 통해서만 알 수 있다. 하지만 다른 방법도 있다. 지난 200년 동안 지구는 세 번이나 특히 강한 태양 폭풍을 겪었다. 1859년 유명한 "캐링턴 사건" 기간과 1872년, 1921년이었다. 1967년에는 훨씬 약한 태양 폭풍이 발생했다. 폭풍은 심지어 핵전쟁을 거의 촉발시켰다.

극심한 폭발은 얼마나 자주 발생할까

또한 태양 폭풍은 얼마나 강해질 수 있을까? 괴팅겐에 있는 막스 플랑크 태양계 연구소의 발레리 바실리예프(Valeriy Vasilyev)와 그의 동료들은 “지금까지 태양이 훨씬 더 높은 에너지로 슈퍼플레어를 일으킬 수 있는지, 그리고 이런 일이 얼마나 자주 일어날 수 있는지는 알 수 없다”고 설명했다. 그러나 그러한 태양 슈퍼플레어에 대한 간접적인 증거가 있다. 나무 나이테의 동위원소 데이터에 따르면 지구는 지난 1만2천 년 동안 5번, 심지어 8번 정도 극심한 태양 폭풍을 겪었다.

그러나 그것만으로는 슈퍼플레어의 빈도와 위험을 결정하는 데 충분하지 않다. 이것이 바로 Vasilyev와 그의 팀이 이제 다른 접근법을 사용한 이유다. 그들은 태양과 비슷한 나이와 크기를 가진 태양과 같은 별에서 슈퍼플레어가 얼마나 자주 발생하는지 조사했다. 이를 위해 그들은 2009년부터 2013년까지 NASA의 케플러 우주 망원경에서 수집한 5만6450개의 별에 대한 데이터를 평가했다.

▲ 이것이 태양과 같은 별에서 나오는 슈퍼플레어의 모습이다. 그런데 이렇게 극단적인 발병이 얼마나 자주 발생할까? © MPI für Sonnensystemforschung/ Alexey Chizhik

세기당 하나의 슈퍼플레어

놀라운 결과는 천문학자들이 2,527개의 별에서 총 2,889개의 슈퍼플레어를 식별했다는 것이다. “이는 태양과 같은 별들에 대해 그러한 사건이 평균적으로 100년에 한 번씩 일어난다는 것을 의미한다”고 연구팀은 말했다. 지금까지 극한의 폭발은 천년, 수만 년마다 일어나는 것으로 추정됐다. "우리는 태양과 같은 별들이 엄청난 양의 방사선을 방출하기 쉽다는 사실에 매우 놀랐다"고 Vasilyev는 말했다. 따라서 그러한 별들의 폭발 잠재력은 상당히 과소평가되었다.

이것은 또한 우리가 자신의 별을 보는 방식을 바꾼다. 태양은 또한 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 자주 그러한 극단적인 발병을 일으킬 수 있다. 지구에게 이것은 슈퍼플레어의 위험이 극적으로 증가한다는 것을 의미한다. 이러한 거대 광선 폭발은 1033~1036 erg의 에너지를 방출할 수 있다. 이는 천문학자들이 설명하는 것처럼 캐링턴 사건보다 10~1만 배 더 강한 에너지다.

결과는 어떻게 될까요?

태양 슈퍼플레어의 영향은 무엇일까, 1859년 캐링턴 사건*이 일어나자마자 북유럽과 북미의 대부분 지역에서 전신 네트워크가 붕괴되었다. 당시에는 광범위한 전력망이나 더 복잡한 전자 장치가 없었기 때문에 더 이상의 결과는 없었다. 그러나 오늘날에는 상황이 다르다. 컴퓨터 시스템, 전력선 및 위성이 현대 문명의 기술적 중추를 형성한다. 그러나 특히 극심한 태양 폭풍으로 인해 심각하게 손상되거나 심지어 파괴될 수도 있다.

 

* 1859년 지자기 폭풍(Geomagnetic storm of 1859), 통칭 캐링턴 사건(the Carrington Event)이란 1859년 태양 플레어로 인한 지자기 폭풍이 지구를 강타한 사건이다. 이 때 최초로 관측된 태양 플레어는 당시부터 현재까지도 기록된 것 가운데 가장 강력

 

Vasilyev의 동료인 Natalie Krivova는 "새로운 수치는 가장 극단적인 태양 폭풍조차도 태양의 자연적인 레퍼토리의 일부라는 사실을 극명하게 상기시켜 준다"고 말했다. 우리 별이 가까운 미래에 그러한 슈퍼플레어를 방출한다면, 그것은 막을 수 없을 것이다. 그러나 태양 관측소에서 적시에 경고를 보내면 위성과 같은 취약한 인프라의 전원을 끄고 방향을 바꿀 수 있다. 특히 민감한 기술 시스템은 장기간 종료되거나 특별히 보호될 수도 있다.
(Science, 2024; doi: 10.1126/science.adl5441)
출처: Science,
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung(막스 플랑크 태양계 연구소)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]