김경찬 천문연 박사, 셋째 반-알렌 벨트 생성 원인 규명

국제 연구진 네이처에 논문 발표

반 알렌 벨트 설명 그림. 중심에 있는 지구 바로 바깥 초록 띠가 내부 반 알렌 벨트이고 가장 외부의노란 띠가 외부 반 알렌 벨트다. 그 사이 붉은색 띠가 새로 발견된 반 알렌 벨트.

아주경제 이한선 기자= 국내연구진이 참여한 국제 공동 연구를 통해 셋째 반-알렌 벨트의 생성 원리를 규명했다.

한국천문연구원은 김경찬 박사 등 천문학자들이 반 알렌 벨트로 알려진 지구 방사선 벨트가 생성되는 새로운 원리를 발견했다고 24일 밝혔다.

두 개로 알려진 벨트 외에도 최근 셋째 방사선 벨트의 존재는 발견했지만 생성 원리는 알지 못했었다.

연구 결과는 23일자(한국시간) 네이쳐지에 게재했다.

반 알렌 벨트로 알려진 지구의 방사선 벨트는 지구로부터 약 1만2800km 상공에 존재하는 내부 방사선 벨트와 지구 반지름의 3배에서 7배가 되는 외부 방사선 벨트로 나눠진다.

최근까지 반 알렌 벨트는 두 개의 띠로 존재한다고 믿었으나 지난해 8월 발사된 반 알렌 프로브스 위성(VAP)은 지난해 9월 셋째 벨트가 존재하고 있음을 밝혀냈다.

이번에 연구진은 셋째 방사선 벨트의 생성 원리를 규명하고 기존 원리로는 해결하지 못했던 방사선 벨트의 짧은 생성 주기를 이해하는 새로운 이론을 완성하는데 성공했다.

연구진은 새로운 반 알렌 벨트가 지난해 9월 1일 발생한 지자기 폭풍의 영향을 받아 생성됐고 4주 동안 지속된 점에 주목했다.

방사선 벨트는 태양으로부터 온 전자가 지구 자기장에 갇히면서 생긴다.

이 때 에너지가 강한 전자가 지구 자기장에 갇히는 경우는 에너지가 낮은 전자가 지구 자기장에 갇히는 경우와 다른 물리적 작용을 하게 된다.

연구진은 이론적인 시뮬레이션 결과를 위성 탐사 결과와 비교해 방사선벨트의 생성 원리를 밝혔다.

올해는 태양활동의 극대기로 태양 활동의 변화로 인한 지구 자기장의 변화가 왕성해 지구 방사선 벨트의 생성 및 소멸을 규명하는데 적절한 시기다.

과거 지구 방사선 벨트 탐사 위성은 여러 차례 발사됐으나 적도지역과 궤도 경사가 크고 방사선이 강한 극한 환경으로 인해 위성의 활동 기간이 짧은 문제가 있었다.

이번 결과를 통해 이제까지 우리가 알고 있던 방사선벨트 생성 및 소멸 원리에 대해서 새로운 이론을 알게 됐고 에너지가 강한 전자로 구성된 방사선 벨트의 생성 및 소멸 이론이 이제까지 알려진 이론과 다르다는 것을 밝힌 점에서 의미가 있다.

천문연은 미래창조과학부의 지원으로 지난해 8월부터 NASA의 VAP 위성 수신국을 건설하고 운용하면서 수신국 운용을 통해 대용량 위성 탐사 데이터를 활용할 수 있게 됐다.