[주제탐구] 천상의 커튼 오로라에 대해 3418서동진

천상의 커튼 오로라에 대해-플라스마 상태를 중심으로- Ⅰ.서론1. 주제 선정 동기 1학년 말 쌍안경으로 하늘의 별들과 성운을 관측할 수 있게됨을 알게되었다. 저 먼 별들도 생각보다 쉽게 관측할 수 있구나! 그 이후 카메라를 이용하여 밤하늘의 별들을 찍었다. 여름철 대삼각형, 은하수, 겨울철 대삼각형 등을 카메라에 담았다. 이렇게 하늘에 관심을 가지게 되면서 영상으로만 보던 오로라도 꼭 눈으로 보고 싶었다. 실제로 오로라를 만들어 보고 싶다는 생각도 했었는데 오늘은 어떻게 형성되는지와 오로라의 유래 그리고 관측이 잘 되는 장소를 조사 할 것이다. Ⅱ.본론1. 오로라의 유래오로라(aurora)는 '새벽'이란 뜻의 라틴어로, 1621년 프랑스의 과학자 페에르 가센디가 로마신화에 등장하는 여명의 신 아우로라의 이름을 딴 것이다. 오로라라는 이름이 붙기 전에는 로마 신화에서는 태양이 떠오를 수 있게 새벽의 여신인 아우로라가 하늘의 문을 여는 과정이라고 했고 아리스토텔레스는 하늘에 생김 틈에서 빛을 내는 공기가 빠져나오는 것이라고도 표현했다. 극지방에서만 관측된다고 하는데 우리나라에서도 오로락 발견됐다는 기록이 남아있다고 한다. 삼국사기와 고려사, 승정원 일기에서 하늘에서 붉은 기운이 관측 됐다는 기록이 남아있다고 한다.  2. 오로라의 형성과정 태양에서 날아온 대전입자가 지구 자기장과 상호작용하여 극지방 상층 대기에서 일어나는 대규모 방전현상이다. 태양은 항상 양성자와 전자 등으로 이루어진 대전입자를 방출하고 있다. 태양으로부터 모든 방향으로 내뿜는 이런 플라스마의 흐름을 태양풍이라 하는데, 일부가 지구 자기장에 끌려 반알렌대라 불리는 영역에 붙잡힌다. 대기 속에서 공기 분자와 대전입자가 서로 충돌하면 기체 분자 내부의 전자가 여기된다. 그리고 원래 상태보다 높은 에너지를 가진 전자가 다시 원래 상태로 돌아오면서 빛을 방출한다.  3. 오로라 관측 명소일단 하늘에 뿌려진 빛의 향연을 선명하게 감상하기 위해서는 구름이 없이 깨끗한 날씨가 필수이다. 모든 별들을 관측하기 위해서는 구름이 없어야 한다. 오로라는 10월부터 나타나기 시작해서 4월까지 볼 수 있다. 오로라가 가장 잘 나타나는 지역은 남북의 극지방의 위도 65~70도 사이라고 한다. 오로라 3대 명소로는 아이슬란드의 레이캬비크, 노르웨이의 트롬쇠, 캐나다의 옐로나이프가 있다. 4. 플라스마 상태플라스마 상태는 우리가 흔히 알던 고체, 액체, 기체의 다음 상태이다. ‘제 4의 물질 상태’라고 부른다. 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다. 기체 상태에 높은 에너지를 가해서 수만C에서 기체는 전자와 원자핵으로 분리되어 플라스마 상태가 된다. 이때 자기장 등을 사용해 이런 상태를 유지한다. 원자력발전을 할 때 핵분열반응을 통해 터빈을 돌려 에너지를 얻는다. 하지만 우리나라 k-star에서 핵융합반응을 통해 에너지를 얻는데 이때 높은 온도가 된다. 그리고 유지하기 위해서 토카막이라는 밥통 같은 곳에서 자기장으로 이용해 10초 정도 유지하는데 2009년 3.6초의 유지시간을 달성하였다. 그리고 여러나라가 공동 투자하고 개발한 국제핵융합실험 장치에 2019년 중성입자빔가열장치 2호기를 활용해, 1억도 이상 초고온 플라즈마를 세계 최초로 10초 이상 안정적으로 유지하려고 한다.   Ⅲ.결론1. 결론 및 느낀 점 조사를 하면서 오로라 영상이나 사진을 많이 봤는데 실제로 본다면 더 장엄한 느낌일 것 같다. 그리고 아이슬란드, 캐나다, 노르웨이 중에 하나라도 가서 본다면 오로라와 더불어 대자연을 느끼고 오고 싶다. 지금 보는 하늘도 좋지만 다른 나라에서의 하늘도 궁금하다. 나중에 커서 꼭 극지방으로 카메라와 삼각대를 가지고 여행을 가고 싶다. 괜히 하늘을 보고 있으면 생각들도 하나씩 정리가 되고 누워서 본다면 정말 편하다.   그리고 오로라의 형성에 대해 알아보았는데 플라즈마 상태의 입자가 대기 중의 공기와 상호작용을 하면서 만들어진다. 기체의 다음 물질 상태가 있다니! 놀랍다. 사실 예전에 본 전자레인지를 이용해 플라즈마 상태를 만드는 다큐를 본 적이 있다. 전자레인지도 높은 에너지를 가진 전자기파를 사용하기 때문에 전자를 충분히 떼어낼 수 있는 것이다. 집에서는 따라하지 말라고 했지만 선생님께 한번 질문을 해보고 실험 해봐야겠다.