천문과학 오로라-오로라는 무엇인가

[천재소녀]

태양 표면의 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기를 띤 입자가 지구자기변화에 의해 극지방 부분의 고도 100~500km 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상. ======================================================= 오로라는 극광(極光)이라고도 한다. 오로라는 라틴어에서 ‘새벽’이란 뜻이다. 동양의 옛기록에는 적기(赤氣)라고 기술되어 있다. 【오로라대】 오로라가 가장 잘 나타나는 곳은 보통 지구자기(地球磁氣)의 북극을 중심으로 반지름 약 20∼25° 부근의 계란형 지대이다. 이 부근을 오로라대라고 한다. 오로라대는 시베리아 북부연안 ·알래스카 중부 ·캐나다 중북부 ·허드슨만 ·래브라도반도 ·아이슬란드 남방 ·스칸디나비아반도 북부 등으로, 이들 지역에서는 밤에 흐리지 않으면 오로라가 매일 밤 나타난다. 이 지대에서 남북으로 떨어짐에 따라 출현횟수가 감소하지만, 영국 북부에서는 연 20회 정도, 뉴욕에서는 연 3∼5회 나타난다. 그리고 아주 드물기는 하지만 적도 부근의 싱가포르 ·인도 ·쿠바 등에도 오로라를 봤다는 기록이 있다. 일반적으로 저위도지방에 나타나는 오로라는 적기(赤氣)라는 이름에서도 알 수 있듯이 빛깔이 붉고 먼 곳에서 불이 난 것처럼 보인다. 저위도의 오로라는 태양활동이 활발할 때 나타나며, 자기폭풍(磁氣暴風)을 동반한다. 【종류】 오로라는 ① 선상 구조를 갖는 것, ② 선상 구조를 갖지 않는 것, ③ 광염상(光炎狀)의 것이 있다. ①에는 막상(幕狀)과 코로나형의 것이 있다. 후자는 오로라대의 천정(天頂) 부근에 나타난다. ②에는 균일한 호상(弧狀), 대상(帶狀), 막상, 그리고 맥동성(脈動性)인 것이 있다. ③은 강한 빛의 파(波)가 급속히 천정을 향하여 타 올라가는 것처럼 보이는 경우이다. 오로라의 빛깔에는 황록색 ·붉은색 ·황색 ·오렌지색 ·푸른색 ·보라색 ·흰색 등이 있다. 저위도 지방에서 나타나는 붉은색 오로라는 산소에서 나오는 파장 6,300 瓠의 빛에 의한 것인데, 고위도 지방의 호상 오로라의 최하한에 나타나는 붉은색은 질소에 의한 것이다. 오로라의 밝기는 은하보다 약한 것부터 1등성밖에 볼 수 없는 새벽녘에도 볼 수 있는 것까지 폭넓게 변화하며, 가장 약한 것의 광도를 1이라 하면 가장 강한 것은 1만 정도의 값이 된다. 오로라의 하한고도는 드물게 1,000km 이상에 달하는 것도 알려져 있으나 대부분은 90∼150km 범위에 있다. 나타나는 시기와 모양에 따라 고도가 다르고, 상하의 범위도 200∼250km, 드물게 1,000km에 달하는 경우가 있다. 호상 오로라의 범위를 지도상에 그려 보면 지자기의 위도권(緯度圈)과 약 10°의 경사를 가지고 동서방향으로 퍼져 있다. 【원인】 오로라의 빛을 스펙트럼으로 분석해 보면 대기중의 질소분자 N2 ·질소분자이온 N+, 그리고산소원자 O의 방출에 기인되는 것을 알 수 있다. 그리고 여러 이론에 의하면 자기폭풍과 태양에서 오는 대전입자에 관계되는 것으로 보고 있다. 발광은 태양에서 방출하는 대전입자가 기체를 이온화시킴으로써 나타나는 것이다. 태양흑점(太陽黑點)의 극대기(極大期) 등에 오로라의 빛 속에 수소원자에서 나오는 스펙트럼이 검출되는 경우가 있는데, 이것은 태양에서 날아오는 수소원자에서 직접 나오는 것이며, 스펙트럼선에 나타난 도플러효과로부터 1시간에 평균 약 500km의 속도로 수소원자가 태양으로부터 대기고층에 침입해 오고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 오로라의 활동은 태양의 활동과 밀접한 관계를 갖고 있고, 출현빈도의 극대는 태양흑점의 약 10년 주기의 극대기 다음해에 나타난다. 출저 :두산 세계대백과