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최근 수정 시각 : 2022-05-17 13:34:12

오로라


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1. 소개2. 유래3. 관측4. 생성 원리5. 매체에서

1. 소개

Aurora. 주로 지구 북극권, 남극권 지역에서 관측할 수 있는 천문현상. 초고층 대기 중에 형형색색의 발광(發光)이 나타나며, 이 때문에 번역할 경우 '극광'이라고도 부른다.

2. 유래

'오로라'라는 이름은 로마 신화의 새벽과 햇살의 여신 이름 아우로라(= 그리스 신화 에오스)에서 나왔다.

북반구에서 일어나는 경우 Aurora Borealis 또는 Northern Lights로, 로마 신화의 새벽의 여신 Aurora(아우로라)와 그리스어로 '북풍'을 의미하는 Boreas(보레아스)를 합친 단어. 갈릴레오가 1619년 명명했다고 한다. 상술했듯이 오로라를 극광으로 번역하기도 하기 때문에, Northern Lights 자체를 북극광이라고 부른다.

남반구에서 일어나는 경우 Aurora Australis, 극지방의 주민들은 "신의 영혼"이라는 이름으로 부른다고 한다. 매우 드문 확률로 중위도 지방에서도 관측 가능한 대규모의 오로라가 발생할 때, 그 빛이 마치 새벽빛과 같이 때문에 저런 이름이 붙었다. Australis는 라틴어로 '남쪽의'라는 뜻으로, Australia라는 나라 이름의 유래가 된 단어이기도 하다.

3. 관측

무척이나 아름답기 때문에 '천상의 커튼'이라고 부르기도 한다. 지난 시대의 미약한 디지털 감광 사진들에서는 주로 장노출로 촬영해낸 연속된 수백~수천 장의 사진들을 이어서 동영상화 시켰지만, 기술이 발달됨에 따라 그 장관을 실제적으로 느낄 수 있게 되었다.


정말로 운 좋게 대규모로 오로라가 발생하면 일명 서브스톰(Substorm)이라 불리는 장관이 연출된다. 주로 녹색 오로라만 보이지만 드문 확률로 빨간색, 파란색, 흰색 같은 다채로운 오로라도 간간이 목격되기도 한다.

오로라에 소리가 있느냐 없느냐에 대해서 말이 많은데, 오로라는 실제로 소리가 난다고 핀란드 알토 대학 연구진이 밝혔다. 틱틱거리는 소리나 뭔가 약한 폭발이 일어나는 소리와 비슷하다는 듯.

보통 극지방과 가까운 지역에서 관측이 가능한데, 북극권의 경우 아이슬란드, 그린란드, 노르웨이, 스웨덴, 핀란드 러시아 북부, 스코틀랜드 일부 지역, 미국 알래스카 캐나다에서 볼 수 있다. 남극권은 남아메리카 남부(예를 들어 아르헨티나 우수아이아)에서 잘 보인다.

오로라 관측을 관광자원으로 적극적으로 내세우는 지역도 있는데, 시야를 가리는 지형지물이 거의 없고 밤 날씨가 맑은 캐나다 옐로우나이프[1]가 특히 유명한 오로라 관측 지역이다. 북유럽에서는 아이슬란드, 핀란드 로바니에미, 노르웨이 트롬쇠, 러시아 무르만스크 등이 오로라 투어가 활성화돼 있다. 그 유명한 노릴스크는 외지인이 들어가지도 못하는데다 대기오염이 너무 심각해 오로라가 발생해도 볼 수가 없다. 특히 아이슬란드에서는 온천욕을 하면서 오로라를 볼 수 있는 블루 라군 온천이 유명하다. 의외로 북극 남극 안쪽, 즉 극점 근처에서는 보기가 힘든데, 이유는 주로 나타나는 곳이 지자기 위도상으로 65~70도 정도의 범위이기 때문이다. 즉 남극점에서 너무 가까워도, 멀어도 볼 수 없다는 뜻. 때문에 남극에서도 장보고 과학기지가 있는 곳에서는 오로라를 자주 볼 수 있지만 세종기지가 있는 킹 조지 섬 같은 곳에서는 거의 볼 수 없다.

북반구 여름에는 백야 현상 때문에 떠도 못 보는 경우가 부지기수라서, 밤이 매우 길거나 심하게는 하루종일 어두운 겨울이 상대적으로 관찰하기가 쉽다. 겨울이 어두운 시간이 길어서 보기 쉽지만 밤이 존재하긴 하는 봄이나 가을에도 관측은 가능하지만 걸릴 확률은 낮아지는 편.

드물게 북위 50도 일대[2]에서 보이기도 한다. 하지만 확률이 낮기 때문에 현지에 사는 사람이 아니라 단기 방문한 사람이 이런 나라에서 오로라 관측을 제대로 할 수 있을 거란 기대는 하지 않는 게 낫다.

파일:attachment/오로라/image1.jpg

우주에서도 보인다. 우주 정거장에서는 나름 일상적인 풍경? #

지구만이 아니라 자기장이 강하게 존재하는 다른 태양계 행성, 이를테면 토성 목성의 극지방에서도 오로라가 관측된다. 화성에는 옅은 대기가 있지만 자기장이 없어 오로라가 나타나지 않는다.

파일:attachment/오로라/image_1.jpg

파일:external/www.fromquarkstoquasars.com/jupiter_newHorizons-browse1.jpg
기원전에 이라크에서 관측되었다는 기록이 있다. #

4. 생성 원리

지구를 비롯한 대부분의 태양계 행성에서 극지방 가까이에서만[3] 오로라가 나타나는 이유는 자기장 때문으로, 태양에서 날아오는 대전입자( 태양풍)가 지구 가까이에 오면 대부분 지구 자기장 밖으로 흩어지지만, 그 중 일부가 밴 앨런대에 붙잡혀서 북극 남극으로 모이게 된다. 이것이 상층 대기[4]와 충돌하면서 방전을 일으키는 것이 오로라이다. 열권에서 일어나기 때문에 대류권의 기상 현상[5]에 가려지면 볼 수 없다.

오로라가 어떻게 일어나는지를 30초 만에 설명해주는 영상. 태양 흑점에서 뻗어 나오는 선은 태양풍이며, 지구를 감싸고 있는 선은 자기장이다. 다만 이 그림은 지나치게 단순화한 감이 있는 것이 오로라가 극점에서 관측되지 않는 현상을 설명하지 못한다. 지구자기장에서 전하는 저렇게 깨지는 게 아니라 자기장과 수직한 방향으로 휘므로 태양풍의 양전하는 지구의 서쪽으로, 음전하는 지구의 동쪽으로 휘어서 지구 뒤쪽으로 흘러나가며, 자기장과 입사각이 평행한 위도 60~70도 정도에서는 그대로 입사하거나 지면 쪽으로 휘게 된다. 이것이 오로라로 나타나는 것. 절대 자기장을 따라 흡수되는 것이 아니다. 따라서 자기장이 입사각, 지면과 수직인 극에서는 오히려 보기가 힘들다.

이처럼 오로라는 태양의 흑점의 활성화와 관계가 있으며, 그 때문에 11년을 주기로 많아졌다 적어졌다를 반복한다. 흑점의 폭발이 아주 크게 일어나면(= 태양의 활동이 활발하면) 그만큼 강한 플레어가 많이 발생한다. 따라서 지구에 붙잡히는 대전입자도 매우 많아져, 오로라를 볼 수 있는 지역이 극지방 뿐만 아니라 중위도 남쪽으로 확대되기도 한다.

또한 붙잡힌 대전입자의 수도 훨씬 많아져 지구 자기장을 따라 흐르면서 대기권에 매우 강한 지자기 유도 전류가 흐른다. 결과적으로 지상의 전기시설[6]과 금속 파이프들로 유도 전류가 발생하게 되는데, 만약 여기에 대한 대비가 부실하면 결국 폭주하는 전력 시스템을 제어하지 못해 시설이 하나씩 심각하게 고장나고 결국 대정전이 일어나게 된다. 그리고 시민들은 전등이 모두 꺼져버린 도시의 하늘에서 아름다운 오로라를 보게 된다

실제로 1989년에 캐나다 퀘벡 발전소가 고장나 퀘벡 시 몬트리올에 대정전이 발생한 적이 있고, 1994년에는 미국 뉴저지 주 발전소가 고장나 큰 피해가 발생된 적이 있다.


한국에서 평생 오로라가 발생하지 않는다는 보장은 없으니, 한국 같은 중위도 지역에 오로라가 나타날 일도 있을 것이다. 1770년에 전세계적으로 오로라가 관측이 되었는데 9일 동안 발생하였다. 하지만 조선왕조실록, 승정원일기의 기록이 없었는데, 해당 날짜의 승정원일기에 거의 매일같이 비가와서 측우기로 측정했다는 기록이 나오는 것으로 보아, 당시 궂은 날씨 때문에 천문 현상을 관찰하지 못했던 것으로 추정된다. # 그런데 그런 일이 실제로 일어난다면 강력한 우주 방사능이 지구를 뒤덮고 있다는 얘기다. 사실 삼국사기, 고려사, 조선왕조실록 등에 오로라로 추정되는 기록은 심심치않게 등장한다. 학자들에 따르면 그걸 다 합하면 수백차례 정도 되는 걸로 보고 있다. 한국보다 위도가 높은 일본 홋카이도에서는 태양폭풍이 강한 시기에 간혹 관측된다. 그 주기는 불규칙하나 대체로 10년에 한 두 번 꼴인데다 선명하게 보이지는 않고 희미한 붉은 빛으로 관측된다.

자기극이 시간에 따라 계속해서 움직이기에 오로라가 발생하는 위치 또한 계속해서 변한다. 보통 낮 시간대 강했다가 심야에 접어들수록 오로라가 약해진다. 커튼 모양의 오로라는 저녁 때 가장 선명하게 빛나다가 한밤중에는 상단 부분이 내려오고 새벽 시간대에는 완전히 사라진다. 이 때도 오로라 자체가 사라지는 것은 아니고 녹색 빛이 은은하게 빛난다. 이런 형태를 맥동성 오로라라고 한다.

2016년에는 오로라 관측이 어려운 저위도 지역에서도 오로라와 비슷해 보이는 광학적 현상이 발견되었고 해당 현상을 처음 발견한 아마추어 과학자들에 의해 스티브라는 이름이 붙여졌다. #

5. 매체에서





[1] 비행기로 들어가야 한다. 고속도로가 있긴 하지만 구글 지도로 찾아보면 자동차를 몰고 들어가야겠다는 마음은 쑥 들어갈 것이다.(...) 물론 가끔 캠핑카 끌고 마음 맞는 사람들끼리 뻘짓가는 경우도 있다.(...) 그만큼 오지 중의 오지다. 아래쪽에 보이는 건 바다가 아니고 호수다. [2] 미국 본토의 최북단, 중국의 북단과 몽골, 독일, 잉글랜드, 네덜란드 [3] 예외적으로 천왕성은 자전축이 옆으로 누워 있어 떼굴떼굴 굴러가기 때문에 오로라가 나타나는 면이 극지방은 아니다. [4] 열권이다. 지상고도 100km에서 1,000km까지로, 우주산업에서는 이곳을 우주 공간으로 인정한다. [5] 대표적으로 구름. [6] 특히 발전/송전/변압시설.