극 지방 쪽에 가면 볼수 있는 오로라의 정확한 원리가 뭐죠?
영상을 보면 참으로 아름다운 풍경이던데, 이 아름다운 광경의 원리가 뭔데 이렇게 색색이 나오는 거죠?
꼭 극 지방만 가야 볼수 있나요?
안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.
우주에서 지구의 대기로 낙하하는 전자와 대기중의 분자들이 서로 충돌하면 빛을 발산하게 됩니다. 이것이 오로라 입니다. 이 빛은 태양빛보다 약하여 주로 밤에 관찰할수 있습니다. 지구 자기장의 N,S극은 남극과 북극 근처이고 태양이 방출한 전기를 가지고 있는 입자들은 두 극지방에 많이 머무르게 됩니다. 하여 지구와 태양이 방출하는 입자들이 많이 모여 있는 극지방에서 입자들의 충돌이 많아 오로라를 극지방에서 주로 관찰 할수 있습니다.
오로라는 태양에서 나오는 태양풍이 원인입니다.
태양풍이란 태양의 상층대기가 팽창하여, 플라스마 입자가 우주 공간으로 빠른 속도로 불어나가는 것입니다.
지구는 하나의 거대한 자석인데, 북극이 N극인 큰 자석입니다.
태양풍이 지구에 도달하면 지구의 자기장과 태양의 자기장이 상호작용을 일으켜 서로 연결됩니다.
이 때, 자기장끼리 연결되면 플라스마 입자가 자기력선을 따라 움직이게 되고
이것이 오로라를 일으키게 됩니다.안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
네 오로라는 고위도 지방에서 관측되며, 캐나다 정도에서도 관측가능합니다.
하전입자는 전하를 띠는 입자들을 의미합니다. 보통 우주선이라고도 합니다. 우주에서 날아오는 입자인 우주선이 지구로 들어오는데 이때 전하를 띠고 있으면 지구 자기장에의해 나선운동을 합니다. 그리고 자기장이 강한 고위도에서 나선운동이 강하게 일어나죠. 나선운동을 하며 대기에 있는 기체와 부딪히며 빛을 발하는데 이를 오로라라고합니다.
(빛이 나는 원리는 기체 분자에 존재하는 전자의 에너지 상태가 외부 우주선과의 충돌로 높은 에너지 상태가 됩니다. 그리고 다시 안정적인 상태로 돌아가려고 낮은 에너지 상태로 돌아가는데 이때 손실되는 에너지가 빛으로 방출 되어 우리 눈에 들어오게 되는것이죠.)
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
태양에서 날아온 입자는 지구 대기의 산소나 질소와 충돌한다. 이때 충돌하는 기체에 따라 오로라의 색이 다채롭게 펼쳐진다. 산소와 질소는 충돌로 얻은 에너지를 천천히 전자기파 형태로 방출한다. 산소는 0.74초라는 짧은 시간 동안 녹색의 빛을 방출하는데, 대략 상공 90~150km에서 벌어진다. 들뜬 상태의 산소가 바닥으로 떨어질 때가 돼야 붉은빛이 나오는데, 이는 더 오랜 시간인 110초의 시간이 걸리고 150~300km의 높은 고도에서 발생한다. 오로라 하단에서 때로 보이는 검붉은 빛은 질소가 만드는 색이다.
오로라는 주로 위도 65~70° 사이에서 나타난다. 90km 상공이 오로라의 하단부인 만큼 대기가 구름 없이 청정해야 제대로 볼 수 있다. 남극과 북극 양극지 모두에서 관찰할 수 있지만, 남극 지방은 일반인이 접근하기엔 어려운 곳이다. 그러므로 오로라 관광지는 북반구에 집중돼 있다.
유명한 곳은 캐나다의 옐로나이프와 화이트호스, 알래스카의 페어뱅크스, 노르웨이의 트롭쇠, 스웨덴의 아비스코 국립공원 등이다. 낮에는 오로라 현상이 일어도 맨눈으로 관찰이 어렵기 때문에 북반구의 밤이 있는 9월~3월이 적당한 때다. 오로라는 태양 활동의 결과물이므로, 11년 주기로 태양 흑점 활동이 활발해지는 때를 맞추면 확률이 높아진다