태양의 코로나 구멍에서 나오는 태양풍의 소규모 구조
ESA & NASA/태양 궤도선/EUI/락쉬미 프라딥 치타
강력한 태양풍은 작은 플라즈마 제트에서 나올 수 있습니다. 태양풍은 전하를 띤 입자들로 이루어진 공세이며, 그 입자들이 태양에서 정확히 어떻게 흘러나오는지는 수십 년 동안 논쟁의 대상이 되어 왔습니다. 하지만 새로운 고해상도 이미지를 통해 우리는 마침내 알 수 있게 될 것입니다.
이 발견은 2020년에 발사된 Solar Orbiter 우주선에 의해 가능해졌습니다. 그 이후로 우주선은 우리가 생산할 수 있었던 태양의 최고 해상도 이미지 중 일부를 포착했습니다. 독일 막스 플랑크 태양계 연구소의 Pradeep Chitta와 그의 동료들은 플라즈마가 어떻게 태양을 피할 수 있는지 알아내기 위해 이러한 이미지를 조사했습니다.
그들은 태양의 자기장이 우주로 열려 입자가 탈출할 수 있는 영역인 코로나 구멍이라고 불리는 태양의 어두운 얼룩에 초점을 맞췄습니다. 우리는 이 구멍에서 나오는 작은 플라즈마 기둥이 있다는 것을 알고 있었지만 연구자들은 가장 강력한 태양 플레어의 1조분의 1 복사량을 방출하는 피코플레어 제트라고 불리는 더 작은 제트를 발견했습니다.
Chitta는 “기둥뿐만 아니라 모든 곳에서 물질이 조금씩 쏟아져 나옵니다.”라고 말합니다. “놀라운 부분은 코로나 구멍의 어둡고 활동이 없는 것처럼 보이는 부분에서도 이러한 제트를 볼 수 있다는 것입니다. 그게 가장 중요해요.”
제트기의 폭은 약 200~500km에 달했고, 각각의 폭발 물질은 초당 100km가 넘는 속도로 태양으로부터 방출되었으며, 가장 강한 제트기는 더 큰 기둥에서 멀리 떨어진 어두운 지역에 위치했습니다. 코로나 구멍의 자기적 특성은 이러한 제트의 플라즈마가 행성 간 공간으로 누출된다는 것을 의미합니다.
이전에는 태양풍을 일으키는 현상이 무엇이든 꾸준하고 지속적인 현상이어야 한다고 생각되었습니다. 그러나 태양에는 이러한 작은 제트가 충분히 존재하므로 각각의 제트는 최대 1분 동안만 활성화되지만 이를 합치면 태양풍의 모든 플라즈마를 설명할 수 있습니다. “이것은 지구에서 강이 흐르는 방식과 같습니다. 산 꼭대기에서 흘러나오는 작은 시냇물과 개울이 결국 만나서 이 거대한 강이 됩니다.”라고 Chitta는 말합니다.
이 작지만 강력한 제트의 특성은 천문학자들이 태양풍에서 본 이상한 구조를 설명할 수도 있습니다. 그들은 서로 가깝게 밀집될 수 있으므로 근처에 있는 두 제트의 속도가 서로 다른 경우 전단력과 불안정성을 유발할 수 있으며, 이는 태양풍의 자기 스위치백이라고 불리는 이상한 Z 모양 구조를 설명할 수 있습니다.
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