극광(오로라) (Aurora (Polaris))
쉽게 풀면
태양에서 온 입자들이 극지방 하늘에서 공기 분자와 부딪혀 아름다운 빛깔로 빛나는 현상입니다.
왜 중요한가
오로라는 태양풍과 지구 자기권의 상호작용을 눈으로 확인할 수 있는 현상이라 우주기상 연구의 핵심 관측 대상입니다. 오로라 타원의 확장은 지자기 폭풍의 강도를 나타내는 지표가 되고, 발광 색과 고도로 대기 조성과 유입 입자의 에너지를 추정합니다. 목성과 토성에서도 오로라가 관측되어 행성 자기권을 비교하는 자료가 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
극광의 색깔이 초록이나 붉은색 등으로 다르게 보이는 이유는 태양 입자가 부딪히는 대기 성분과 고도가 다르기 때문이라는 관측 설명이다.
극광이 발생하는 기본적인 물리적 과정을 설명하는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
오로라 입자는 태양에서 직접 날아오는 것이 아니라 자기권 꼬리에서 가속되어 극지방으로 쏟아지는 것이라, 태양 폭발과 오로라 사이에는 자기권 내부의 재결합 과정이 끼어 있습니다. 녹색은 산소 원자, 붉은색은 더 높은 고도의 산소, 보라색은 질소 분자가 내는 빛으로 색이 곧 고도 정보입니다. 오로라가 자기극 주변 타원에 나타나기 때문에 위도가 높다고 무조건 잘 보이는 것은 아닙니다. 오로라를 일으키는 입자는 태양에서 곧바로 날아와 대기와 충돌하는 것이 아니라, 태양풍에 의해 늘어난 지구 자기권 꼬리 안에서 재결합이라는 별도의 과정을 거쳐 가속된 뒤 극지방으로 쏟아져 들어오는 것이므로 태양 폭발과 오로라 발생 사이에는 이런 자기권 내부 과정이 끼어 있습니다. 오로라의 색깔은 충돌하는 대기 성분과 발광 고도에 따라 달라지는데, 녹색은 비교적 낮은 고도의 산소, 붉은색은 더 높은 고도의 산소, 보랏빛은 질소 분자가 내는 빛으로 색 자체가 고도 정보를 담고 있습니다. 태양계 밖에서도 강한 자기장을 가진 갈색왜성이나 일부 외계행성 후보에서 전파 오로라로 추정되는 신호가 보고되어, 오로라 현상이 지구형 자기권을 가진 천체 전반에서 나타날 수 있는 보편적 현상일 가능성이 제기되고 있다.
주의할 점
극광은 지구뿐 아니라 강한 자기장을 가진 목성, 토성 등 다른 행성에서도 관측되는 보편적 현상이다. 오로라는 자기극을 중심으로 한 타원형 띠 안에서 주로 나타나기 때문에, 단순히 지리적 위도가 높다고 해서 항상 잘 관측되는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다.