흑점의 모양은 둥근 종류가 가장 많고 복잡한 구조를 가진 것도 상당수 있다.
흑점은 한 개 또는 여러 개가 무리를 지어 생기는데 처음 발생한 때는 작게 출발해 시간이 지날수록 점점 부풀어 오른다.
가장 큰 흑점의 어두운 부분의 지름이 3 만 km이다. 덜 어두운 부분까지 합치면 6만 km가 넘는 것도 있다.
흑점이 검게 보이는 이유는 어두운 부분의 온도가 태양표면의 온도인 섭씨 약 6000 도보다 약 1000도가량 상대적으로 낮기 때문이다. 흑점 자체도 섭씨 약 5000도에 가까운 높은 온도를 가지고 있다.
흑점은 강한 자기장의 집합 장소이다. 태양 광구의 평균자기장이 약 1 가우스에 불과한데 흑점의 어두운 부분의 자기장 세기는 1000 가우스를 육박할 정도로 강하다. 때로는 4000 가우스에 이르는 것도 가끔 발견된다.
최근 일부 천문학자들은 흑점 수의 변화에 따라 지구촌의 기상에 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세우기도 하지만 정설로 인정된 바는 없다.
흑점의 발생 횟수는 매년 일정하지 않고 약 11년을 주기로 극대와 극소를 보이고 있다. 흑점이 적게 나타나는 초기에는 태양의 남북 50도 이상의 고위도 구역에서는 찾아볼 수 없다.
흑점 관측은 18세기 초부터 매년 세계 곳곳에서 천문학자들에 의해 실시되어 왔다.
1904년 마운더는 흑점의 분포가 마치 나비의 날개 모양으로 분포돼 있음을 발견했다. 그 모습은 흥미롭게도 태양의 적도를 경계로 하여 남북으로 대칭을 이루었다.
흑점이 광구의 서쪽에서 동쪽으로 위치를 옮겨가는 것을 볼 수 있다. 이는 흑점이 광구면에 고정돼 있음에도 불구하고 태양이 자전하고 있어 그렇게 보일 뿐이다.
지구촌의 태양 깃발
태양의 자기장이 연출하는 현상 가운데는 홍염과 플레어를 빼놓을 수 없다.
홍염은 태양 표면의 자기장을 따라 만들어진 줄무늬를 말한다. 즉 자기장이 강한 곳에 홍염이 나타난다.
홍염은 개기 일식 때 맨눈으로 볼 수 있다. 태양 활동이 활발하지 않을 때 홍염의 온도와 밀도는 채층과 같다.
홍염은 광구로부터 수백만 km 높이까지 솟아오르며 광구면을 수만 km나 차지한다. 그 형태는 대체적으로 빨리 변하는데 간혹 대단히 느리고 얼마 동안 고정돼 있는 것도 있다.
태양 활동이 왕성해지면 태양 표면에서 큰 폭발이 일어난다. 이를 플레어라고 한다.
플레어가 일어나는 원인은 지구상의 지진 현상과 거의 비슷하다. 즉 지각의 비틀림이 한계를 넘으면 지진이 발생하는 것처럼 활동 중인 자기장이 비틀림을 일으킬 때 플레어가 폭발한다. 자기장의 비틀림은 흑점들끼리 충돌하거나 새로운 흑점이 탄생할 때 일어난다.
플레어가 폭발하면 코로나에서 방출된 플라스마의 다발인 태양풍이 초속 1000km 이상의 속도로 태양계로 뻗어나간다.
이 태양풍이 지구상에 도달하면 지구의 자기권을 교란시켜 여러 가지 장애를 불러일으킨다.
최근 플레어가 발생했을 때 자기 폭풍으로 미국, 일본의 기상 위성과 극 궤도 위성 등이 장애를 일으켰고 통신이 중단되기도 했다.
캐나다에서는 자기 폭풍으로 대규모 정전 사태가 벌어졌다. 특히 재미있는 현상은 경주용 비둘기들이 방향 감각을 잃고 헤매는 일이었다. 이는 체내에 자기(磁氣)를 감지하는 능력을 갖추고 있는 비둘기가 자기 폭풍의 영향을 받아서 교란 현상을 일으켰기 때문이다.
또한 이때 평소에는 극지방에서나 볼 수 있던 오로라를 런던, 뉴욕, 플로리다 반도 등지에서도 볼 수 있었다.
이러한 현상은 태양이 최대의 활동기에 돌입하였다는 것을 보여 주는 일종의 증언이다.
큰 플레어가 폭발할 때 발생한 에너지는 10^25 줄 (J)이나 된다.
이 힘은 인류가 2만 년 동안 쓸 수 있는 에너지이다.
이 플레어는 몇 시간 또는 며칠 뒤에는 지구에 와서 상층 대기와 충돌해 오로라를 만든다.
오로라는 깃발처럼 길게 뻗은 지구 자기권의 꼬리 부분에서 하전 입자가 자기력선을 따라 극지방의 상공에 흘러들어 가 상층 대기의 입자와 충돌해 빛을 낸다. 플레어가 크면 클수록 오로라 발생 범위가 넓어진다.
일반적으로 오로라는 남극과 북극에서 볼 수 있다.
남극에 생기는 오로라를 남극 오로라, 북극에 생기는 것을 북극 오로라라고 구별해 부른다.
오로라는 지구촌에서 펄럭이는 태양의 플레어 깃발이다.
태양의 정체를 밝혀라
1991년 8월 태양의 플레어가 복사하는 X선을 포착하기 위해 미국, 영국, 일본이 공동으로 태양 관측 인공위성'솔라-A'를 발사했다.
이 인공위성은 세계 최초의 태양 관측 위성으로서 플레어 관측 장비를 가득 싣고 떠났다. 그리고 국제 천문 연합은 전 세계의 협력을 얻어 태양 활동을 파헤치는 계획을 실천에 옮기고 있다.
태양의 활동은 우리가 살고 있는 지구호의 운명을 결정짓기 때문에 항상 눈치를 살펴야 한다.
태양 관측은 매일매일 날씨의 변화를 미리 알아보기 위해 구름과 대기의 흐름을 관측하는 일만큼이나 소중한 작업이다. 태양의 대폭발 플레어의 피해를 한 예로 들어 보아도 이를 짐작할 수 있다.
플레어 폭발이 일어나면 함께 발생한 태양풍이 초속 평균 수백 km 빠르기로 태양계 행성 공간으로 뻗쳐 그 맹위를 떨친다.
그리하여 여러 가지 증후군들을 남기고 있다.
50 억 년 뒤 태양의 모습
일반적으로 태양의 남은 여생을 약 100억 년으로 간주하는 견해가 지배적이지만 다른 의견도 많이 있다.
일부 천문학자들은 미래의 태양의 운명을 매우 비관적으로 진단하기도 한다.
이 비관론자들은 태양이 약 50억 년 뒤에는 적색 거성이 되어 우주에서 사라질 채비를 서두를 것이라고 예언하고 있다.
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