밤하늘의 새로운 발견: 북극광과 함께 나타나는 흰색 패치

캐나다 캘거리 대학교 연구진이 북극광과 함께 밤하늘에 나타나는 희끄무레한 회색 패치의 정체를 처음으로 밝혀냈습니다. 이 연구 결과는 2023년 12월 30일, 저명한 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재되었습니다. 해당 논문은 오로라 보레알리스(북극광)와 관련된 "구조화된 연속 방출" 현상을 탐구합니다.

 

 

미스터리한 흰색 패치의 정체

논문의 주 저자인 엠마 스팬스윅 박사는 역동적인 초록색 오로라와 배경의 붉은색 오로라 사이에서 갑자기 오로라와 연결된 구조적인, 마치 얼룩과 같은 회색 또는 흰색의 방출 현상이 나타난다고 설명합니다. 과학자로서 당연히 그 정체에 대한 의문을 가졌고, 이전의 과학 논문에서도 이 흰색 패치에 대한 언급은 있었지만, 명확하게 설명된 적은 없었습니다. 스팬스윅 박사 연구팀의 논문은 이 현상이 "확실한 열원"이며, 북극광이 이전 생각보다 훨씬 더 복잡한 현상임을 시사한다고 결론 내립니다.

 

발전된 카메라 기술의 역할

이번 발견은 카메라 기술의 발전 덕분에 가능했습니다. 아마추어 사진작가와 과학자 모두 밤하늘의 실제 색상을 담은 이미지를 포착할 수 있게 된 것입니다. 스팬스윅 박사는 휴대폰으로도 오로라 사진을 찍을 수 있을 정도로 디지털 사진 기술이 발전했으며, 이러한 발전이 상업용 센서 시장에도 영향을 미쳤다고 언급합니다. 과거에는 특수한 용도로만 사용되던 고성능 센서들을 이제는 과학 연구에 더 폭넓게 활용할 수 있게 된 것입니다. 이러한 기술 발전이 이번 연구의 중요한 기반이 되었습니다.

 

 

 

STEVE와의 연관성 및 연구의 의의

이번 연구는 보라색 빛의 긴 띠 모양으로 빛나는 현상인 STEVE(Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, 강한 열 방출 속도 증가)의 발견과 관측 이후 연속 방출에 대한 관심이 다시 높아진 시점에서 이루어졌습니다. 스팬스윅 박사는 이번에 발견된 현상과 STEVE 사이에 유사점이 있다고 설명합니다. STEVE는 연보라색 또는 회색 톤의 구조로 나타나는데, 두 현상의 스펙트럼 고도는 매우 유사하지만, 이번 연구 대상은 역동적인 오로라와 연관되어 거의 오로라에 내장된 형태를 보이기 때문에 관찰하기가 더 어렵습니다. 반면 STEVE는 오로라와 분리되어 하늘을 가로지르는 큰 띠 모양으로 나타납니다.

 

학생들의 참여와 연구의 가치

이번 연구는 캘거리 대학교의 학부생인 조쉬 호튼을 포함한 세 명의 학생이 참여했다는 점에서도 중요한 의미를 갖습니다. 처음에는 인턴으로 프로젝트에 참여했던 호튼은 당시 여러 가지를 배우는 중이었지만, 빠르게 연구에 몰입할 수 있었습니다. 그는 이 경험을 "정말 멋진 경험"이라고 표현했습니다. 스팬스윅 박사는 호튼이 연구의 많은 부분을 분석했으며, 그 결과 학부생 신분으로 네이처 논문에 이름을 올리게 되었다고 언급하며, "정말 굉장한 인턴 경험을 했다"고 덧붙였습니다. 호튼은 학부 졸업 논문의 일환으로 이 연구를 계속 진행할 예정이며, 내년에는 캘거리 대학교에서 석사 과정을 밟을 계획입니다.

 

 

연구를 가능하게 한 TREx 프로젝트

이번 연구는 캐나다 혁신 재단, 앨버타 주 정부, 캐나다 우주국이 공동으로 자금을 지원하는 캘거리 대학교의 프로젝트인 TREx(Transition Region Explorer)를 통해 가능했습니다. TREx RGB 및 분광기 장비는 캐나다 우주국의 Geospace Observatory (GO) Canada 이니셔티브를 통해 캐나다 우주 환경국에서 운영 및 유지 관리를 담당하고 있습니다. 즉, 국가적인 차원의 지원과 협력이 이번 연구의 중요한 기반이 된 것입니다.