차등자전 (Differential Rotation)

한 줄 정의: 기체로 된 천체가 위도나 깊이에 따라 서로 다른 각속도로 자전하는 현상입니다.

쉽게 풀면

태양은 고체가 아니라 기체 덩어리이기 때문에 전체가 한 덩어리로 돌지 않습니다. 적도 부근은 약 25일에 한 바퀴를 도는 반면 극지방은 30일이 넘게 걸립니다. 이렇게 위도마다 자전 속도가 다른 현상을 차등자전이라고 하며, 목성 같은 거대 기체 행성에서도 나타납니다.

왜 중요한가

차등자전은 자기력선을 서서히 감아 증폭시키기 때문에 태양다이나모의 핵심 구동 요소입니다. 흑점이 특정 위도대에 나타나고 주기가 진행되며 적도 쪽으로 이동하는 관측 양상도 이 속도 차이와 연결해 설명됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"흑점 추적과 태양진동학 자료에서 구한 표면 차등자전 계수는 서로 일치하였다."

조금 더 깊게 보면

태양진동학 덕분에 표면뿐 아니라 깊이에 따른 회전 분포까지 밝혀졌습니다. 대류층 안에서는 위도 차이가 유지되지만 그 아래 복사층은 거의 한 덩어리처럼 회전하며, 두 영역 사이의 얇은 전이층이 타코클라인입니다. 차등자전은 대류에 의한 각운동량 재분배로 유지된다고 설명되며, 다른 별에서도 자전 속도와 표면 온도에 따라 그 세기가 달라집니다.

주의할 점

행성의 대기가 표면보다 빠르게 도는 초회전 현상과는 구분해야 합니다. 차등자전은 천체 자체의 회전이 위치에 따라 다른 것을 뜻합니다.