미소흑점

미소흑점은 일반 태양흑점과 달리 암부 구조만 갖는 매우 작은 흑점이다. 대개 미소흑점은 작은 것은 지름이 1000km, 큰 것은 5000km이다. 아주 작은 것은 크기가 일반 흑점의 100분의 1정도 밖에 되지 않는다. 아주 작은 미소흑점의 구조는 고분해능 태양망원경으로 관측할 수 있다(그림 1). 작은 미소흑점은 태양 광구 표면의 대류 때문에 요동치는 쌀알무늬에 이리 밀리고 저리 치여, 위치와 모양이 수시로 달라지며, 오래 지속되지 못한다.

그림 1. 일본 태양관측위성 히노데(Hinode)에서 관측된 미소흑점의 모습(출처: )

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미소흑점에 대한 연구는 1960년대부터 본격적으로 시작되었다. 고분해능 태양망원경이 개발되면서 과학자들은 태양표면의 미세구조에 관심을 갖게 됐다. 처음에는 미소흑점의 자기장 세기에 관심이 많았으나, 큰 태양망원경이 개발되면서 지금은 미소흑점의 크기와 형태, 어두운 정도와 자기장의 세기, 성장과 쇠퇴까지 전반적인 모습을 연구하고 있다.

미소흑점도 주변보다 온도가 낮고 그래서 어둡게 보인다. 미소흑점의 밝기는 광구에 비해 약 20 ~ 80% 정도이다. 또 미소흑점도 강한 자기장 다발이다. 그러나 미소흑점은 암부 구조만 갖고 있다는 점에서 암부과 반암부를 모두 갖고 있는 흑점과 다르다. 태양활동영역 주변에서 흔히 발견되기도 하고 드물게는 흑점 무리에서 멀리 떨어진 조용한 지역에서도 생긴다. 대부분의 경우 생존 시간이 수 시간 정도 밖에 되지 않는다. 때로는 운 좋게 살아남아 스스로 커지기도 하고 가까이에 있는 미소흑점과 합쳐져서 커다란 흑점이 되기도 한다. 아직까지 미소흑점이 광구의 심한 대류운동을 하는 쌀알무늬 속에서 어떻게 생겨나고 살아남아 성장하거나 혹은 쇠퇴하는지는 충분히 밝혀지지 않았다.

중심에서의 자기장의 세기는 약 1700 ~ 2600 가우스(보통 흑점은 2000에서 4000가우스)이다. 자기장은 눈에 보이는 검은 구조보다는 넓은 공간에 분포하고 있다. 중심에서 밖으로 나올수록 자기장의 세기는 점점 줄어든다. 그림 2는 최근 연구에서 얻어진 흑점 암부의 크기와 자기장의 세기와 상관관계를 보여주고 있다. 미소흑점(파란점)은 작은 흑점(연두색 점)과 큰 흑점(빨간 점)에 비해 크기도 작고 자기장의 세기도 약함을 알 수 있다. 이로부터 미소흑점은 통계적으로 작은 흑점과 큰 흑점에 연결되는 특징을 보임을 알 수 있다.

반암부 구조가 보이지 않는 이유는 자기장의 3차원 구조 때문이다. 일반 흑점의 경우 중심에서는 강한 자기장이 수직 방향으로, 그 주변에서는 강한 자기장이 수평방향으로 많이 기울어져 있다. 강한 자기장이 수평방향으로 많이 기울어진 지역이 반암부를 형성한다. 미소흑점은 일반 흑점과 달리 강한 자기장이 기울어진 지역도 없고 반암부도 없다.

그림 2. 미소흑점(파랑색), 작은 흑점(연두색), 큰 흑점(빨강색)들의 암부의 면적과 자기장 세기의 관계. 흑점의 크기에 따라 자기장의 세기가 비례하며 이들 흑점들의 통계적 특성은 비슷함을 알 수 있다.(출처: )