태양풍

주전자의 물이 끓으면 김이 뚜껑 밖으로 새어 나가요. 태양의 바깥 대기에서도 비슷한 일이 벌어져요. 이 바깥 대기는 온도가 대단히 높아서, 그 안의 입자들이 태양의 중력을 뿌리치고 우주로 달아나요.

달아나는 것은 공기 알갱이가 아니라 전기를 띤 입자예요. 원자에서 전자가 떨어져 나온 상태를 플라즈마라고 부르는데, 태양풍은 이 플라즈마가 흘러가는 흐름이에요. 그래서 바람이라기보다 전기를 띤 입자의 강물에 가까워요.

속도는 초속 수백 킬로미터에 이르러요. 지구까지 오는 데 며칠이면 닿는 빠르기예요. 태양이 조용할 때도 이 흐름은 이어지고, 태양 표면이 요동칠 때는 더 세지고 빨라져요.

이 흐름은 태양계 바깥까지 뻗어 나가며 거대한 거품 같은 공간을 만들어요. 행성들은 그 거품 안에서 태양풍을 맞으며 돌고 있어요.

지구에는 눈에 보이지 않는 방패가 있어요. 지구 내부에서 만들어진 자기장이 우주 공간까지 넓게 퍼져 있어요. 전기를 띤 태양풍 입자는 이 자기장을 곧장 뚫지 못하고 옆으로 미끄러져 지나가요.

그래서 자기장은 바람을 맞는 쪽이 눌리고 반대쪽은 꼬리처럼 길게 늘어난 모양이 돼요. 시냇물 속 바위 뒤로 물살이 길게 늘어지는 모습과 닮았어요.

방패에도 틈은 있어요. 태양풍이 지구 자기장과 얽히면서 쌓인 에너지가 자기장 안쪽에 갇혀 있던 입자들을 빠르게 만들고, 이 입자들이 극지방 쪽으로 모이는 자기장 선을 따라 내려와요. 이 입자가 높은 하늘의 산소, 질소와 부딪치면 빛이 나는데 그것이 바로 오로라예요. 태양풍 입자가 극지방으로 곧장 쏟아져 들어오는 것은 아니에요.

그래서 오로라는 극지방 가까운 곳에서 잘 보여요. 태양이 활발할 때는 평소보다 낮은 위도에서도 관측되곤 해요.

조금 더 정확히 말하면 태양풍은 우리가 아는 바람과 성질이 달라요. 공기 분자가 밀려가는 것이 아니라, 전기를 띤 입자가 자기장을 끌고 함께 움직여요. 그래서 태양풍이 거세지면 지구 자기장과 그 위의 높은 대기(전리층)가 함께 흔들릴 수 있어요.

태양풍과 태양의 폭발을 하나로 묶어 생각하기도 쉬워요. 잔잔히 이어지는 흐름이 태양풍이고, 태양 표면에서 물질 덩어리가 통째로 튀어나가는 사건은 따로 구분해 불러요. 그 덩어리가 지구 쪽을 향하면 태양풍이 한동안 거세져요.

이때 인공위성이 오작동하거나 위치 정보와 무선 통신이 흔들릴 수 있어요. 땅 위의 송전망에 원치 않는 전류가 흘러 정전으로 이어지기도 해요.

그래서 여러 나라가 태양을 지켜보며 우주 날씨를 일기예보처럼 알려요.