태양은 거대한 수소폭탄이다. 태양 중심에서는 1초에 약 400t의 수소가 사라지면서 빛과 에너지를 만든다. 이에 태양폭발로 방출되는 빛과 물질은 엄청난 에너지를 가진 방사선이다.
태양 표면에서 일어나는 폭발 현상은 플레어라고 부른다. 플레어는 주로 흑점 주변에서 일어난다. 매우 고온인 태양 내부에서는 물질이 플러스(+)와 마이너스(-) 전기를 띤 이온 입자로 존재하는데, 이를 플라스마라고 한다. 태양에서는 고온의 플라스마 물질이 위로 올라오고, 표면에서 식어 아래로 내려가는 대류가 끊임없이 일어난다. 이로 인해 표면에는 온도차이로 쌀알이 모여 있는 것처럼 밝고 어두운 무늬들이 수없이 이어진다.
태양에서는 전기를 띤 플라스마의 움직임으로 곳곳에 자기장의 고리가 만들어진다. 이런 고리가 서로 충돌하는 지점에서는 대류 현상이 막힌다. 식은 물질이 아래로 내려가지 못해 온도는 더 낮아지고 주위보다 어둡게 보이는데, 이곳이 바로 흑점이다.
태양폭발은 화산 폭발과 비슷하다. 흑점 아래 모인 높은 에너지의 물질이 순간적으로 분출되는 것이다. 먼저 강한 X선이 지구에 도달하여 전리층을 흔들고 무선 통신에 장애를 일으킨다. 고에너지 입자는 수 시간에서 수일에 걸쳐 지구에 도달한다. 이 입자들은 자기장을 교란시켜 지자기 폭풍을 만들기도 하고, 대규모 정전사태를 일으키기도 한다. 또한 우주선이나 항공기에 직접 방사선 피해를 줄 수도 있다. 따라서 강한 폭발 이후 며칠간은 북극 항로를 이용하는 비행기들의 항로가 변경된다. 하지만 북위 60~70도의 고위도 지역에서는 그 어느 때보다 화려한 오로라가 관측될 확률이 높아진다.
태양의 활동성과 흑점 수는 약 11년을 주기로 변하는데 2012년이 가장 정점이었다. 올해는 태양 표면에 흑점이 보이지 않은 날이 벌써 56일로 22%나 된다. 하지만 폭발의 강도를 결정하는 것은 흑점의 개수가 아니라 크기이다. 이에 태양 활동이 약해진 해에도 강력한 태양폭발이 일어날 수 있다. 아직 우리가 태양에 대해 아는 것은 많지 않다. 태양폭발로 방출된 고에너지 입자들이 어떻게 수 시간 만에 지구까지 도달할 수 있는지에 대해서도 알지 못한다. 태양 대기의 온도가 표면보다 수십 배 높은 이유에 대해서도 알지 못한다.
미국은 태양 대기와 표면에 대한 정확한 정보를 얻기 위해 태양 관측 탐사선 솔라 파커를 내년 7월 발사할 예정이다. 내년부터 2025년까지 활동하게 될 이 탐사선은 24차례에 걸쳐 태양으로부터 약 620만㎞까지 접근해 태양의 자기장과 대기에 대한 자세한 정보를 밝혀낼 예정이다. 우리에게 꼭 필요한 태양이지만 언제나 위협이 될 수 있다는 사실도 꼭 기억해야 한다.
이태형 한국우주환경과학연구소장