밤 하늘의 자수, 오로라

서론

밤하늘을 수놓은 듯한 아름다운 형태의 곡선들의 사진을 본 적이 있을 것입니다. 오로라는 오래전 부터 일어나고 있는 자연현상으로 오로라가 주로 관측되는 북유럽에서는 신들의 계시, 신들의 축복 등 다양한 전설을 가지고 있습니다. 이번에는 밤하늘의 자수, 오로라에 대해 알아보겠습니다.

오로라란?

오로라는 지구의 가장 북쪽이나 가장 남쪽 지역에서 관측할 수 있는 자연현상으로, 북반구에서는 북극광, 남반구에서는 남극광이라고 불립니다. 오로라는 지구와 태양의 상호작용으로 일어나는데, 태양풍으로부터 전해져 오는 대량의 플라즈마와 지구 대기와 충돌하면서 오로라가 발현됩니다.

오로라가 생겨나는 원인

태양의 활발한 핵융합 활동으로 고에너지가 만들어지게 되고, 이 에너지를 통해 태양에서 날아오는 플라즈마가 지구로 날아오게 됩니다. 대부분의 플라즈마는 지구의 자기장이 막아주지만, 일부 막지 못한 입자들이 주로 고위도 지역의 대기로 들어오게 됩니다. 이렇게 들어온 일부 입자와 지구 대기 중 여러 분자(산소, 질소 등)들과 충돌하면서 에너지를 방출하게 되는데, 이 방출한 에너지가 빛으로 전환되면서 오로라가 형성되는 것입니다.

 

오로라

 

오로라의 색상

충돌 때문에 발생한 오로라가 나타내는 빛의 색깔은 굉장히 다양한데, 이는 플라즈마와 충돌하는 기체의 종류나 고도에 따라 달라지기 때문이다. 보통 약 100km 고도에서 산소와 충돌하게 되면 초록색을 띠며, 약 200km 고도에서 산소와 충돌하게되면 붉은색을 띤다.  다른 기체 분자인 질소와 부딪히게 되면 보라색이나 파란색을 띠어 여러 가지 색상의 오로라가 발현될 수 있다.

 

오로라 관측 장소와 시기

오로라는 고위도 지역에서 관찰할 가능성이 가장 크며 이는 지구 자기장의 형태와 연관이 있는데 앞선 내용에서 지구 자기장이 태양에서 불어오는 태양풍을 대부분 막아주지만, 극지방으로 갈수록 지구 자기장이 약해져 상대적으로 빈약한 곳에 태양풍이 들어오고 충돌이 일어나면서 오로라가 생기기 때문이다. 그래서 고위도 지역에 있는 캐나다, 아이슬란드, 노르웨이 등의 북반구 지역과, 남극 대륙과 뉴질랜드 쪽의 남반구 지역에서 다른 지역보다 오로라를 관측하기 쉽다. 오로라는 지구 대기층에서 일어나는 자연현상이기 때문에 하늘이 맑아야 관측할 수 있어 밤이 길고 하늘이 맑은 겨울철이 여름철보다 상대적으로 관측하기 더 쉽다.