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NASA 오늘의 천체사진(APOD)은 아이슬란드 북동부 화산 지대의 지열 활동 지역 흐베리르(Hverir)에서 촬영된 오로라 풍경을 소개했다. 태양 활동으로 촉발된 지자기 폭풍이 지구 자기장에 갇힌 고에너지 입자를 방출하고, 이 입자들이 고위도 상층대기로 침투하면서 오로라가 나타난다. 사진에는 분기공에서 뿜어져 나오는 유령 같은 증기와 가스 기둥이 녹색 북극광을 배경으로 춤추는 모습이 담겼다. 태양이 활동 주기 극대기에서 하강하는 초기 단계에 있어 지구의 오로라 활동은 당분간 높은 수준을 유지한다. 사진은 Stéphane Vetter가 촬영했다.
NASA
2024년 5월 10~11일 극심(G5) 지자기 폭풍과 10월 10~11일 강(G4) 폭풍을 대상으로 AMPERE의 전지구 연자기력선 전류(FAC), SuperMAG 지상 자력계 공액 관측, GPS 기반 총전자량(TEC)을 함께 분석해 자기권-전리권 결합의 반구별 차이를 조사한 연구다. 5월 폭풍은 여러 지방시 영역에 걸쳐 극관을 둘러싼 비교적 정연한 Region 1/Region 2 FAC 구조와 함께 공액 자기 교란의 대응 구간, 반구 간 시간차를 동반한 구조적 TEC 증가가 나타났다. 반면 10월 폭풍은 더 국지적이고 비대칭적인 FAC 형태와 뚜렷한 반구 간·새벽-황혼 비대칭, 공액 자기 응답의 큰 불일치, 공간적으로 불균일한 TEC 변동을 보였다. 연구진은 비슷한 강도의 태양풍 구동 조건에서도 결합된 자기권-전리권 시스템이 FAC 형태, 전리권 전도도, 국지 전기역학 조건의 복합적 영향으로 상당히 다른 공간 구조와 반구 간 결합을 보일 수 있다고 결론지었다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
EarthSky가 밤하늘에서 관측할 수 있는 오로라의 대표적인 형태들을 정리했다. 지자기 활동이 약하거나 폭풍이 시작·종료될 때 나타나는 가장 흔한 '확산 발광(diffuse glow)'은 뚜렷한 가장자리나 패턴이 없으며, 에너지를 가진 전자가 넓게 산란된 뒤 대기 입자와 충돌해 구름처럼 고르게 빛나면서 만들어진다. 활동이 강해지면 오로라 타원체(auroral oval)를 따라 빛의 띠가 형성되는 호(homogenous arc·rayed arc), 자기력선을 따라 수직으로 뻗는 광선(ray), 호가 평행하게 겹쳐 3D처럼 일렁이는 커튼·드레이퍼리 형태가 나타난다. 특히 강한 지자기 폭풍이 발생하거나 극지방에 가까울수록 나선·소용돌이 형태를 볼 수 있고, 오로라가 머리 위까지 내려와 하늘을 덮으면 코로나(corona)라고 부른다. EarthSky는 오로라가 왜 서로 다른 형태를 띠는지는 아직 완전히 밝혀지지 않아 현재도 연구가 진행 중인 분야라고 밝혔다.
EarthSky
오로라는 매년 봄·가을 분점(춘분·추분) 무렵에 더 자주 발생하며, 이 패턴은 100년 넘게 과학자들에게 알려져 왔다. 1912년 영국 예수회 천문학자 알로이시우스 코티(Aloysius Cortie)가 분점과 오로라의 연관성을 다룬 첫 주요 논문을 발표했고, 1940년 시드니 채프먼(Sydney Chapman)과 율리우스 바르텔스(Julius Bartels)도 저서 '지자기학(Geomagnetism)'에서 이 연 2회 주기를 논의했다. 현재 가장 널리 받아들여지는 설명은 UCLA의 크리스토퍼 러셀(Christopher Russell)과 로버트 맥퍼런(Robert McPherron)이 1973년 논문에서 제시한 '러셀-맥퍼런 효과'로, 태양풍이 운반하는 태양 자기장의 남북 성분(Bz)이 지구 자전축의 기울기와 맞물려 분점 무렵 변동이 가장 커지고, 이 Bz가 지구 자기장과 반대 방향일 때 지자기 폭풍과 오로라가 가장 빈번해진다는 내용이다. 여기에 분점 무렵 지구 자기극이 하루 두 차례 태양풍 흐름과 직각을 이뤄 태양풍 효과가 강해지는 '분점 효과(equinoctial effect)'도 더해진다. 태양 활동의 11년 주기는 2024년 말 정점을 지난 것으로 보이지만 태양은 여전히 비교적 활발한 상태다.
EarthSky
ICEBEAR VHF 레이더가 관측한 3m 규모 팔리-부네만 불안정 구조를 클러스터 단위로 자동 추적하는 기법이 제시됐다. 4년간 지자기 교란 시기에 추적된 74,517개 클러스터의 속도 분포는 300~4,000m/s 전 구간에서 스웜(Swarm) A 위성의 횡단 이온 드리프트 분포와 확률밀도 기준 2배 이내로 일치했고, 2021년 5월 두 차례 동시 관측에서는 DMSP F16의 현장 이온 드리프트로도 검증됐다. 연구진은 지자기 활동도에 따른 전기장 분산을 σ² = 3.68×10⁵ (SME/100 nT)^0.353 m²s⁻²로 매개변수화했으며, 이는 관측 활동도 범위에서 30~60mV/m에 해당한다. 2024년 5월 10일 슈퍼 자기폭풍 당시에는 주간면 커스프 적도 쪽 닫힌 자기력선 영역에서 11,240±660m/s로 이동하는 클러스터가 포착돼 약 560mV/m의 전기장을 시사했다. 저자들은 이 매개변수화가 우주기상 모델에서 폭풍 시 줄 가열 수지의 격자 이하 기여를 채우는 데 쓰일 수 있다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
며칠간 잠잠하던 흑점 활동영역 AR4513이 되살아나 지난 24시간(8월 24일 11 UTC~25일 11 UTC) 동안 관측된 16개 플레어(M급 5회, C급 9회, B급 2회)를 모두 홀로 만들어냈습니다. 가장 강력한 M7.0 플레어는 8월 25일 10:02 UTC에 정점을 찍었고 아프리카 상공에 R2(보통) 등급 전파 교란을 일으켰습니다. AR4513은 가장 불안정한 베타-감마-델타 자기 복잡도를 지녔으며 현재 태양면 중심 부근에 위치해, 이번 플레어로 코로나 질량 방출(CME)이 발생했다면 상당 부분이 지구를 향할 가능성이 있어 전문가들이 분석 중입니다. 예보관들은 M급 플레어 발생 확률을 어제 45%에서 오늘 55%로, X급은 5%에서 10%로 높였습니다. 지자기 활동은 8월 25~26일 조용한 수준(Kp 0-2)이 예상되나, 27일 늦게 코로나 홀에서 나온 고속 태양풍이 도달하면 Kp 3-4로 올라 G1(약함) 폭풍 구간 가능성이 있습니다.
EarthSky