※ 우주항공청 배포 보도자료로 참고용으로 게시합니다.

태양 코로나그래프(CODEX), 코로나의 새로운 모습을 만나다

- 세계 최초로 태양 반경 3~8배 코로나에서 온도 변화 포착

우주항공청(청장 윤영빈, 이하 ‘우주청’)과 한국천문연구원(원장 박장현, 이하 ‘천문연’)은 미국항공우주국(NASA)과 공동 개발한 태양 코로나그래프(CODEX, Coronal Diagnostic Experiment)의 관측자료를 분석해 태양으로부터 방출되는 코로나의 온도 및 속도 정보가 담긴 이미지를 확보하는 데 성공했다고 6월 11일(수) 밝혔다.

CODEX는 지난해 11월 5일 미국 플로리다주 케네디우주센터에서 스페이스X를 통해 발사됐으며, 이후 국제우주정거장에 설치돼 시험 운영을 거친 뒤 올해 2월 17일부터 본격적인 관측을 진행하고 있다.

CODEX는 태양 광구면의 밝은 빛을 차폐 디스크로 가린 뒤, 바깥 대기층인 희미한 코로나를 관측하는 기기이다. 기존의 코로나그래프는 코로나의 밀도 정보만 얻을 수 있었으나, CODEX는 협대역 필터를 활용해 태양 반경의 약 3∼8배 범위의 희미한 코로나에서 온도와 속도 정보를 얻을 수 있다는 점에서 의미가 크다.

코로나의 온도·속도 분포와 시간에 따른 변화는 태양풍을 구성하는 물질과 에너지가 유입되는 정보를 제공하여, 코로나와 태양풍에 대한 이해를 높이고, 태양이 지구에 미치는 영향을 예측하는 모델 개선에도 기여할 것으로 기대된다. 특히, CODEX에 적용된 ‘픽셀분리형 편광카메라 플랫폼 기술’은 고해상도 영상에서 미세한 편광 정보를 정밀하게 분리·측정할 수 있는 핵심기술로, 이번 태양 코로나의 온도·속도 영상 획득의 기반이 되었다. 

존 리 우주청 임무본부장은 “우주탐사 분야에서 활발해지고 있는 국제협력의 좋은 성과”라며 “태양 연구와 우주 환경 예측 분야에서 강국으로 도약할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 강조했다.

<참고 1>  CODEX 관측 영상 사진

그림1은 2월 23일에 관측된 태양 코로나 영상으로, CODEX가 관측한 밝은 빛줄기 구조인 스트리머(보라색 직사각형)와 NASA의 SOHO 위성에 탑재된 기존 코로나그래프 LASCO(Large Angle and Specrometric COronagraph)의 동일 시점 영상을 합성해 비교한 것이다. 이를 통해 CODEX가 태양 반경의 3∼8배 범위에 이르는 영역을 성공적으로 관측했음을 확인할 수 있다. 

 스트리머는 태양 표면 근처 자기장에 갇혀 있던 고온의 물질이 코로나 자기장을 따라 외부로 방출되며 형성되는 고밀도 영역으로, 비교적 느린 속도의 태양풍을 구성하는 물질의 주요 공급원으로 추정되어 연구자들의 관심을 모으고 있다. 오른쪽 아래 삽입된 이미지는 영상에서 표시한 스트리머 영역을 확대한 것으로, CODEX가 서로 다른 두 파장에서 관측한 편광 밝기 비율을 나타낸다. 영상 오른쪽의 색상 그래프에서 보이듯이 붉은색은 온도가 높은 영역, 파란색은 온도가 낮은 영역을 의미하며, 이를 정밀 분석해 코로나의 온도 값을 도출할 수 있다.

그림1. 코로나 스트리머를 관측한 CODEX와 LASCO 이미지 합성 영상. 오른쪽 아래 그림은 CODEX가 관측한 스트리머 주변의 온도 분포(필터비 영상)를 나타냄.

<참고 2>  CODEX 상세 소개

□ CODEX 소개와 의의

  코로나그래프는 태양 대기의 가장 바깥 영역인 코로나(corona)를 관측할 수 있게 제작된 특별한 망원경이다. 태양의 표면인 광구가 매우 밝아 개기일식을 제외하면 지상에서 코로나를 관측하기 어려우며, 인공적으로 태양 면을 가려야만 코로나를 관측할 수 있다. 이번에 한미 연구진이 공동으로 개발한 CODEX는 태양 코로나의 형상뿐만 아니라 기존에 제한적으로 관측할 수 있었던 온도와 속도를 하나의 기기에서 동시에 관측하여 2차원 영상으로 구현할 수 있도록 고안된 차세대 코로나그래프다.

□ 운영과 임무

  국제우주정거장 설치 후　시험운영 기간을 거쳐 최소 6개월에서 최대 2년간 운영하며, 태양 반경의 3∼8배에 이르는 영역을 차지하는 태양 코로나의 온도와 속도를 정밀하게 측정함으로써 태양 연구의 난제로 꼽히는 코로나 가열*과 태양풍 가속** 문제의 비밀을 풀고자 한다. 이는 우주 날씨의 핵심 문제 중 하나인 코로나 물질 방출 여부를 확인하고 진행 방향을 감시함으로써 우주자산 보호를 할 수 있는 우주 기반 관측 기술이다.

   * 태양 표면 밝기보다 백만 배 어두운 코로나의 온도가 태양 표면 온도보다 월등히 높은 현상

  ** 태양 표면에서 방출된 입자들(전자, 양성자 등)이 빠르게 가속되는 현상