흑점 폭발이란?

SF영화 '더 문' 이 8월 2일자로 개봉했다. 해당 영화의 시놉시스를 보면, 

2029년, 대한민국의 달 탐사선 우리호가 달을 향한 여정에 나선다. 위대한 도전에 전 세계가 주목하지만 태양 흑점 폭발로 인한 태양풍이 우리호를 덮치고 ‘황선우’(도경수) 대원만이 홀로 남겨진다. 대한민국의 우주선이 달로 향한 것이 이번이 처음은 아니었다. 5년 전, 원대한 꿈을 안고 날아올랐지만 모두가 지켜보고 있는 가운데 공중 폭발로 산산이 부서졌던 나래호. 또다시 일어난 비극에 유일한 생존자인 선우를 지키기 위해 나로 우주센터 관계자들과 정부는 총력을 다하고 온 국민이 그의 생존을 염원한다. 선우를 무사 귀환시키기 위해서 5년 전 나래호 사고의 책임을 지고 산에 묻혀 지내던 전임 센터장 ‘김재국’(설경구)이 다시 합류하지만, 그의 힘만으로는 역부족이다. 선우를 구출할 또 다른 희망인 NASA 유인 달 궤도선 메인 디렉터 ‘윤문영’(김희애)에게 도움을 청해보지만 그마저 쉽지 않다. 재국은 또다시 누군가를 잃지 않기 위해 마지막으로 자신의 모든 것을 걸어 보는데…. 우주에 홀로 고립된 대원과 그의 무사 귀환에 모든 것을 건 남자 살기 위한, 살려내기 위한 고군분투가 시작된다.

[출처 : 네이버 영화 : '더 문' 줄거리]

 

'태양 흑점 폭발' 로 인해 주인공이 달에 홀로 남겨진다는 내용이다. 대체 태양 흑점 폭발이 어떤 영향을 미치기에 주인공이 혼자 남겨지게 되었을까? 이제부터 이 흑점 폭발이 무엇인지 한 번 알아보자.

 

 

우선 흑점 폭발이라는 말에서 알 수 있듯이, '흑점' 이 무엇인지부터 알아봐야겠다.

 

흑점 (출처 : Wiwiimages of Pixabay)

 

1. 흑점이란?

말 그대로 검은색 점이다. 다만 그 점이 태양에서 나타나는 점이다. 이러한 검은색 점이 나타나는 이유는, 주변보다 온도가 낮아서이다. 이는 자기 활동으로 인해 태양의 대류가 방해받아서 온도가 낮아지게 되는 것인데, 기체로 된 태양이 회전을 할 때, 극점보다 태양의 적도 부근에서 자전 속도가 더 빠르다. 이 속도 차이로 인해 내부 자기장이 휘어 쌓이게 되고, 이렇게 쌓인 자기장이 태양 표면에 노출되어 상대적으로 온도가 낮아지게 되는 점이다. 태양 표면의 평균 온도가 5,800K 라고 한다면 흑점은 4,000~5,000 K 사이라고 하니 대략 1,000K 이상 낮다고 볼 수 있다.

흑점은 두 부분으로 구성되는데, 그림자에서 유래된 단어를 사용하여 더 어두운 부분을 'Umbra', 상대적으로 밝은 부분을 'Penumbral' 이라고 한다. 더 어두운 지역에서 더 강한 자기장이 발생하고, 그만큼 많은 에너지가 축적되어 있다고 생각하면 된다.

 

흑점은 11년 주기를 가지고 변화한다고 알려져 있다. 11년을 주기로 흑점의 최소점과 최대점이 변화하게 된다. 해당 주기 내에서 수십에서 수백 개의 흑점이 나타날 수 있다. 개별 흑점은 다양한 크기와 모양을 가질 수 있는데, 작은 것은 수백km의 지름을 가지고 큰 흑점은 수만 km에 달한다고 한다. 

 

이와 같이, 흑점은 태양 자기장에 의해 나타나는 거대한 에너지 덩어리이다.

 

 

2. 흑점 폭발

이 거대한 에너지 덩어리인 흑점에서 특히 강한 자기 활동이 일어나게 되면 흑점 폭발이 일어나게 되는데, 이러한 흑점 폭발은 크게 두 가지 현상으로 나뉜다.

 

1) 흑점 폭발 (Solar Flare)

이 현상이 흔히 알려진 흑점 폭발이다. 강력한 자기 활동으로 인해 단기간 내에 엄청난 에너지가 방출되며 태양 표면 온도가 급격히 증가하고, 강한 X-Ray와 Gamma Ray 가 방출된다. 이 거대한 에너지 방출은 지구까지 영향을 미칠 수 있으며 위성 통신, 전기 운송 등 다방면으로 피해를 줄 수 있고 피해 사례도 존재한다. 이 'Solar Flare' 가 영화 '더 문' 의 모티브라고 볼 수 있다.

Solar Flare (By Bing Image Generator)

 

 

2) 홍염 (Solar Prominence)

홍염은 흑점 주변에서 발생하는 활동으로, 흑점 주변의 자기력으로 인해 태양 표면 밖으로 가스와 플라즈마가 솟아오르는 현상이다. 이는 흑점 폭발의 전조로 알려져 있다. 하지만, 홍염 자체만으로는 지구에 직접적인 영향은 미치지 않는다.

Solar Prominence (출처 : Pixabay)

 

3) 지구에 미치는 영향

흑점 폭발은 지구까지 영향을 미치는 거대한 에너지 활동이다. 대략 비유해 보자면, 핵폭탄 수백만 개가 동시에 터지는 에너지가 한 번에 쏟아지는 것이다. 이 거대한 에너지 방출이 지구에까지 영향을 미칠 경우, 우주 재난이라고도 불리게 된다. 이처럼 거대한 폭발은 예측이 어렵고, 발생할 경우 다음과 같은 피해를 줄 수 있다.

X선, 자외선, 감마선 등 고에너지 빛이 지구에 도달하게 되면 각종 통신장애를 일으켜 GPS 통신이 교란된다. 이로 인해 비행기에 타고 있을 경우 말 그대로 재앙적인 상황이 연출될 수 있으며, 고고도를 비행하는 특성상 다량의 방사선에도 노출이 되게 된다. X선 촬영을 수천번 하는 것과 맞먹는 수치이다. 

고에너지 빛 도달 이후 더 큰 파도인 태양폭풍이 지구에 도달하게 되면 지구 자기권과 충돌해 지자기 폭풍을 일으키게 되는데, 이는 현재 사용중인 전원 방식인 교류 전원을 사용하는 전력 시스템을 교란하여 직류 전원이 유도되어 전력 송수신 문제도 일으킬 수 있다. 실제로 1989년 3월 캐나다 퀘벡주에서 해당 현상으로 인해 9시간가량 정전이 일어났던 사례도 존재한다.

 

이상으로 흑점과 흑점 폭발에 대해 간단하게 알아보았다. 

영화의 줄거리에서 흑점 폭발로 인한 조난이 일어났는데, 이 정도의 고에너지로 인해 달에 조난이 되었다면... 주인공의 몸에 피폭된 방사선 수치는 이미 치사량에 달한다고 봐도 무방할 것 같다. 이미 알려진 바로, 항공기 승무원의 연간 평균 방사선 노출량이 원자력발전소 종사자에 비해 3배 이상이라는 결과도 있으니 말이다. 

역시 영화는 영화로만 봐야 할 것 같다.