태양의 표면에서 발생한 폭발이 유발한 태양풍(아래사진)이 지구 극지방의 오로라 현상을 연출한다. 2025년 태양풍이 극도로 강렬해지면 지구에 큰 영향을 미칠 수 있다. / NASA  

자연이 연출하는 가장 황홀한 풍광으로 꼽히는 오로라. 환상적인 색채로 너울너울 춤추는 오로라는 사람의 영혼을 사로잡는 경험을 선물한다. 그런데, 태양의 에너지가 창출해 내는 지구 극지방의 이 황홀함이 마냥 멋지기만 한 것은 아니다. 태양 폭풍이라는 치명적인 무기와도 연관되어 있기 때문이다. 

태양의 활동으로 태양풍이 주기적으로 왕성해지는 시기가 있는데, 2025년도 그중 가장 왕성한 시기가 될 것으로 예상되고 있다. 슈퍼스톰(superstorm), 태양 폭풍(solar storms), 지자기 폭풍(geomagnetic storms)이라고 불리는 강력해진 태양풍 걱정이 점점 커지고 있다. 

그런 관점에서 9개국 과학자들로 구성된 연구팀은 최근 100여년에 걸쳐 있었던 대규모 태양 폭풍을 연구해 기존의 2개 초대형 폭풍 외에 새로운 지자기 폭풍을 찾아내, 앞으로 있을 수 있는 거대한 태양 폭풍에 대처하는 방법에 대한 연구를 확장해 가고 있다.  '천체물리학 저널(Astrophysical Journal)'에 12월 1일자로 발표된 이 연구를 스페이스닷컴을 비롯한 해외언론들이 보도했다. 

그동안 확인된 거대한 지자기 폭풍은 1859년의 '캐링턴 이벤트'와 1921년의 '뉴욕 철도 슈퍼스톰'. 이번 연구를 통해 부각된 새로운 폭풍은 1872년의 '채프먼-실버맨 폭풍'이다. 연구팀은 전 세계의 역사적인 흑점 기록, 지상의 지자기 기록, 오로라의 시각적인 설명을 살펴보았다. 그 과정에서 채프먼-실버맨 폭풍이 중간 크기의 흑점군에서 비롯되었음을 알아냈다.

지자기 폭풍은 코로나 질량 방출, 태양 표면에서 분출되는 플라스마의 거대한 기포, 또는 매우 강력한 태양 플레어에 의해 촉발된다. 코로나 질량 방출은 태양의 대기인 코로나로부터 플라스마와 자기장이 방출되는 것. 태양 플레어는 강력한 전자기 방사선의 폭발을 방출하는 태양 표면의 큰 폭발이다. 이러한 폭발로 입자들이 극도로 빠른 속도로 가속되면 그 입자들 중 일부가 지구의 자기장에 부딪힐 때, 극지방에서 화려한 오로라가 나타나게 된다. 

과거에는 전자기기가 없었기 때문에 태양풍의 피해랄 것이 심각하게 나타나지 않았지만, 현대사회는 다르다. 오로라를 만들어내는 코로나 질량, 플라스마의 기포, 태양 플레어 입자들은 위성 장비를 손상시키고 궤도에 있는 우주 비행사들에게 해를 끼칠 수도 있다. 과학자들은 만약 거대한 태양 폭풍이 대전된 입자 소나기로 지구를 뒤덮는다면, 위성 통신, 항공 여행, 전력망 같은 사회의 필수적인 기술적 요소들에 무슨 일이 생길지 알 수 없다는 것이다. 

이 연구에 참여한 일본 나고야대학의 히사시 하야카와 교수는 "우리는 지난 2세기 동안 세계에서 적어도 3번의 지자기 슈퍼 스톰이 있었다는 것을 이제 알게 되었다"면서 "이렇게 큰 영향을 일으킬 수 있는 우주 기상 현상은 무시할 수 없는 위험이기 때문에 이번에 확보한 정보는 미래의 우주 기상급변에 대비하는데 도움을 줄 수 있다”고 말했다.