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세 번째 반-알렌 벨트의 생성 원인 규명 - 한국천문학자가 포함된 연구진 네이쳐에 논문 발표 2013-09-30

■ 한국천문연구원(원장: 박필호, 이하 천문연) 김경찬 박사 (9/9 저자)가 포함된 천문학자들이 반 알렌 벨트로 알려진 지구 방사선 벨트가 생성되는 새로운 원리를 발견했다. 두 개로 알려진 벨트 외에도 최근 세 번째 방사선 벨트의 존재는 발견했지만, 그 생성 원리는 알지 못했다가 이번 연구를 통해 이를 발견하고 관련 논문을 23일자(한국시간) 네이쳐지에 게재했다.

□ 반 알렌 벨트로 알려진 지구의 방사선 벨트는 지구로부터 약 12,800km(지구 반지름의 2배. 지구 반지름은 약 6,378km) 상공에 존재하는 내부 방사선 벨트와 지구 반지름의 3배에서 7배가 되는 외부 방사선 벨트로 나눠진다. 최근까지 반 알렌 벨트는 두 개의 띠로 존재한다고 믿었으나 지난해 8월 발사된 Van Allen Probes 위성(VAP. 당초 Radiation Belt Storm Probes 위성에서 변경된 이름)은 작년 9월 세 번째의 새로운 벨트가 존재하고 있음을 밝혀냈다. 이번에 연구진은 세 번째 방사선 벨트의 생성 원리를 규명한 것이다. 또한 기존 원리로는 해결하지 못했던 방사선 벨트의 짧은 생성 주기를 이해하는 새로운 이론을 완성하는데 성공한 것이다.

□ 연구진은 새로운 세 번째 반 알렌 벨트가 지난 2012년 9월 1일 발생한 지자기 폭풍의 영향을 받아 생성되었으며 약 4주 동안 지속된 점에 주목하였다. 방사선 벨트는 태양으로부터 온 전자가 지구 자기장에 갇히면서 생기게 된다. 이 때 에너지가 강한 전자가 지구 자기장에 갇히는 경우는 에너지가 낮은 전자가 지구 자기장에 갇히는 경우와 다른 물리적 작용을 하게 된다. 이 과정에서 연구진은 이론적인 시뮬레이션 결과를 위성 탐사 결과와 비교해 방사선벨트의 생성 원리를 밝힌 것이다.

○ 올해는 태양활동의 극대기로, 태양 활동의 변화로 인한 지구 자기장의 변화가 왕성한 시기이며 따라서 지구 방사선 벨트의 생성 및 소멸을 규명하는데 적절한 시기이다.

○ 과거 지구 방사선 벨트 탐사 위성은 여러 차례 발사되었으나 적도지역과 궤도 경사가 크고, 특히 방사선이 강한 극한 환경으로 인해 위성의 활동 기간이 짧은 문제가 있었다.

○ 이번 결과를 통해서 이제까지 우리가 알고 있던 방사선벨트 생성 및 소멸 원리에 대해서 새로운 이론을 알게 됐으며, 에너지가 강한 전자로 구성된 방사선 벨트의 생성 및 소멸 이론이 이제까지 알려진 이론과 다르다는 것을 밝힌 점에서 의미가 있다.

○ 천문연은 미래창조과학부의 지원으로 지난해 8월부터 NASA의 VAP 위성 수신국을 건설하여 운용해 왔으며 수신국 운용을 통해 대용량 위성 탐사 데이터를 활용할 수 있게 되었다.


지중심에 있는 지구 바로 바깥 초록 띠가 내부 반 알렌 벨트이고 가장 외부의노란 띠가 외부 반 알렌 벨트다. 그 사이 붉은색 띠가 새로 발견된 반 알렌 벨트의 모습

지중심에 있는 지구 바로 바깥 초록 띠가 내부 반 알렌 벨트이고 가장 외부의노란 띠가 외부 반 알렌 벨트다. 그 사이 붉은색 띠가 새로 발견된 반 알렌 벨트의 모습





Van Allen Probs 위성의 활동 사진

Van Allen Probs 위성의 활동 사진



■ 첨부 동영상 링크

http://www.youtube.com/watch?v=gm6iL8CsSWA&feature=player_detailpage
이번 논문과 관련 된 영상.
지구를 중심으로 방사선 벨트의 변화를 보여주고 있음. 출처 NASA

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=bWMUO33xpPg
VAP 위성 발사와 활동 모습. 태양활동에 따라 지구 방사선 벨트의 변화를 보여주고 있음. 출처 NASA

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=sF_Gbs1yj6w
태양 활동에 따른 지구 방사선 벨트의 변화에 관한 영상. 출처 NASA


자료문의
☎ 042-865-3226 한국천문연구원 창의선도과학본부 김경찬 박사 

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