흑점극대기

그림 1. 태양주기 21, 22, 23의 활동성 지수. 태양흑점 관측, 태양복사량, 플레어, 전파10.7 지수 모두 일관되게 극대기와 극소기가 일치하는 것을 볼 수 있다. 태양의 활동성이 지구에 입사되는 태양복사 에너지량과 연관되어 있음을 명확하게 알 수 있다.(출처: )

태양의 활동성을 나타내는 태양흑점수 혹은 태양흑점의 면적은 주기적으로 변하는데, 그 값이 최대가 되는 시기를 흑점극대기라고 한다(그림 1 참조). 태양흑점 수가 11년을 주기로 증가하였다가 감소하므로 11년 주기로 지구에 영향을 많이 주는 흑점극대기가 나타난다. 극대기 때에는 지구의 자기장이 자주 교란되기 때문에 오로라 같은 지자기 활동이 많이 일어나고 인공위성이나 범지구위치결정시스템(Global Positioning System, GPS)의 오작동이 발생하기도 한다(그림 2). 최근 연구에 의하면 태양흑점 수의 증감은 지구의 기후에도 영향을 미친다고 알려져 있다. 즉, 태양에서 발견되는 태양흑점의 양이 최대가 되면 태양의 복사량은 약 0.07% 증가한다. 흑점 때문에 감소하되는 태양의 복사량을 상쇄하고도 남을 만큼 흑점 주변의 백반 등에서 초과하여 복사 에너지를 방출하기 때문이다. 이 정도의 증감으로는 지구의 기후에 직접적 영향을 미친다고 보기에 부족하지만 그렇다고 해서 간접적 효과까지도 완전히 배제할 수 없다.

그림 2. SDO가 17 nm 파장으로 관측한 태양 모습. 왼쪽은 2010년 10월에 촬영한 모습이고 오른쪽은 흑점극대기에 가까운 2012년 10월에 촬영한 모습이다.(출처: )

목차

흑점극대기에 해당하는 해를 흑점주기 1부터 24까지 나열하면 1761년, 1769년, 1778년, 1788년, 1805년, 1816년, 1829년, 1837년, 1848년, 1860년, 1870년, 1883년, 1894년, 1906년, 1917년, 1928년, 1937년, 1947년, 1958년, 1968년, 1979년, 1989년, 2001년, 2014년이다.

그림 3. 태양흑점의 발생 위치를 시간에 따라나타낸 나비도. 나비도를 보면 태양흑점의 극대기 때 태양흑점의 발생 위치가 10°인 반면 극소기 때는 0° 주변과 30° 주변에서 겹치게 나타남을 알 수 있다.(출처: )

태양 활동이 극대기에 이르면 태양 자기장의 비틀림 정도가 최대가 되어 태양흑점 등의 활동지역(active region)이 많이 관측된다. 나비도(butterfly diagram)에 의하면 이 시기에 태양흑점은 10° 지역에서 주로 발생한다(그림 3). 플레어(flare)나 코로나질량방출(coronal mass ejection, CME) 같은 현상이 다수 발생하고 코로나는 최대로 팽창하는 경향이 있다. 일반적으로 흑점극소기 에서 흑점극대기까지의 기간이 흑점극대기에서 흑점극소기까지의 기간보다 짧다.

그림 4. 태양 활동성을 탄소 동위원소 C14를 이용하여 복원한 결과. 큰규모의 극대기와 극소기가 잘 나타난다.(출처: )

태양흑점의 변동성은 11년 주기성 외에 글라이스버그주기(Gleissberg cycle)나 드브리스주기(de Vries cycle)와 같은 장주기 주기성이 있다고 알려져 있다. 관련하여 중세극대기(Medieval maximum)과 근대극대기(Modern Maximum)가 있다(그림 4 참조).