태양 지자기 폭풍 분석해 태양과 지구의 우주날씨 연결고리 확인 - 지난해 강력한 태양풍 충돌로 인한 지구 자기권 변화 밝혀 - 13~15일, 국내 태양우주환경 과학자 참석 워크숍 개최 □ 올해는 11년 주기로 반복되는 태양활동 주기 중 태양 극대기에 해당하는 해다. 태양은 극대기를 중심으로 태양의 자기장이 강해지고 태양 표면에서의 흑점 활동이 활발해진다. 한국천문연구원 태양우주환경그룹은 지난해 강력하게 발생했던 태양 지자기 폭풍 현상을 분석한 결과를 발표했다.  □ 지자기 폭풍은 태양에서 발생한 강력한 태양 폭풍이 지구에 도달해 지구 자기장을 교란하는 현상이다. 지자기 폭풍은 미국 해양대기청(NOAA)의 우주기상예측센터(SWPC)에 의해 G1(약함)부터 G5(극심함)까지 등급이 매겨진다. 지난해 5월, 21년 만에 가장 강력한 G5급 지자기 폭풍이 발생했으며 올해 1월 1일에는 G4급 지자기 폭풍이 일어났다. □ 한국천문연구원은 국내외 최신 위성과 지상 관측시스템을 통해 지난해 5월 10일부터 12일까지 발생한 G5급 지자기 폭풍을 관측해 원인과 물리적 메커니즘을 종합적으로 분석했다. □ 해당 지자기 폭풍은 태양활동 영역 13664와 13668의 복잡한 자기장 구성에서 비롯된 X-급 플레어와 여러 번의 코로나질량방출(CME)*이 원인인 것으로 확인됐다. 특히 지난해 5월 9일에 나타난 X2.2급 플레어가 주요 CME를 발생시켰고, 이전에 발생한 CME와 합쳐져 강력한 태양풍이 지구 궤도에 도달했다. 이로 인해 지구 자기권이 강하게 압축되고 남쪽으로 향한 행성간 자기장과 지구 자기장 사이에 강력한 자기 재연결이 발생했다. 이를 통해 지구 고위도 상층 대기에 에너지 유입이 증가해 지구 열권이 가열됐으며 전리권의 전자 밀도 변화가 일어났다. 연구팀은 남극 장보고과학기지와 영천 보현산천문대에서 운영 중인 천문연 전천카메라를 통해 오로라를 확인했으며, 거창 감악산에 설치된 중성자 모니터를 통해서도 우주방사선 유입의 변화를 확인했다.     * 코로나질량방출(CME): 태양의 바깥 대기인 코로나에서부터 행성간 공간으로 폭발적으로 분출되는 가스 구름 형태의 플라스마와 자기장 □ 곽영실 천문연 책임연구원은 “G5급 지자기 폭풍을 다각도로 분석해 태양과 지구 자기권과의 상호작용 및 전 지구적 영향과 메커니즘을 더 이해할 수 있게 됐다”며 “이는 태양활동 극대기인 올해 우주날씨 변화에 대한 이해에도 도움이 되며, 앞으로의 대비책 마련에 좋은 기초자료가 될 것이다”고 밝혔다. 한편, 해당 연구는 한국우주과학회지 9월자에 실렸다.  □ 한편 천문연은 한국우주과학회 및 한국천문학회와 협력해 태양우주환경 워크숍과 겨울학교를 개최한다. 1월 13일부터 15일까지 국내 우주 날씨 연구자 100여 명이 천문연 본원에 모여 최신 동향을 발표한다. 이 행사에서는 지상과 우주기반 첨단 관측 장비와 데이터 분석 기술을 활용해 태양 활동과 우주날씨 변화를 지속적으로 모니터링한 내용을 공유하며, 우주날씨 예측의 신뢰도를 높이는 방법들을 교류할 예정이다. (보도자료 끝. 참고자료 및 이미지 있음.) [참고 1] 참고 설명 및 주요 사진 □ 근지구 우주환경(우주날씨)  ㅇ 근지구 우주란 지구에서 고도 100km 이상부터 지구 자기장이 영향을 미치는 우주공간으로, 태양 활동의 영향을 많이 받는다. 쉽게 ‘우주날씨’라고도 표현하는 ‘근지구 우주환경’은 지구 기후와 인간의 삶에 큰 영향을 준다.  ㅇ 근지구 우주환경의 연구 분야는 크게 세 가지로 태양, 자기권, 전리권이다. 전리권은 지표로부터 약 60~1,000km까지의 공간으로 지구와 가장 가까운, 지구 자기권의 안쪽 영역이다.  ㅇ 지자기 폭풍으로 인해 발생한 지구 자기권과 전리권/고층대기의 극심한 변화는 인류의 현대 최첨단 기기에 심각한 영향을 주어 위성체 손상, 위성의 오작동·궤도변이, 위성통신 또는 지상무선통신 교란, GPS 오차 증가, 지상 전력망 손상 등 인류에 사회·경제적으로 막대한 피해를 준다. 또한 극항로를 운항하는 비행기의 승무원이나 승객, 그리고 우주인의 안전에까지 영향을 주는 등 인류의 우주활동에도 커다란 위험 요인이 된다. 이러한 우주날씨 변화로 인해 발생하는 위험 및 피해를 최소화하여 인류의 안전한 삶을 지키기 위해서는 태양 활동과 우주공간의 우주날씨 변화를 잘 관측하고 감시하여 이해하고 예측해 대비하는 것이 중요하다. □ 주요 사진 그림 1. NASA의 SDO 위성에 탑재된 HMI(Helioseismic and Magnetic Imager)로 얻은 광구의 밝기 영상(왼쪽 그림)과 자기장 분포(오른쪽 그림).  2024년 5월 4일부터 5월 9일까지 태양활동지역 13664와 13668의 비교적 조용한 단계에서부터 플레어를 생성하는 활발한 단계까지의 진화를 보여준다. 2024년 5월 4일 이미 발달한 13664(a1)의 동쪽에서 13558이 5월 6일 처음 출현했으며(a2) 5월 7일 무렵에는 두 활동지역이 거의 하나의 활동지역처럼 합쳐지는 발달과정을 보였다(a3). 이후 지속적인 자기장 발달을 동반해 5월 8일부터 +극성과 –극성이 서로 섞여 있는 매우 복잡한 자기장 분포를 형성하고 (b5) 강한 플레어 발생을 보이기 시작하여 14일까지 6일 동안 총 11개의 X급 플레어를 발생하는 등 매우 높은 자기활동성을 보였다. 그림에서 N과 P는 각각 음의 자기장과 양의 자기장 부호를 나타내며 오른쪽 그림의 자기장 지도에서 각각의 자기장은 검은색과 흰색으로 표현되었다. 또한 자기부호 옆의 숫자는 해당 자기장이 광구 표면에 출현한 순서로 P1, N1은 서로 쌍을 이루면서 최초로 출현하였고 P6, N6은 서로 쌍을 이루며 가장 나중에 출현하였다.  [참고 2] 논문 - 제목 : Observational Overview of the May 2024 G5-Level Geomagnetic Storm: From Solar Eruptions to Terrestrial Consequences - 게재지 : 한국우주과학회지 (2024년 9월호) Kwak et al., J. Astron. Space Sci. 41(3), 171-194 (2024) https://doi.org/10.5140/JASS.2024.41.3.171