The Northern Lights

The Northern Lights- Aurora Borealis - 인문학부 윤미나

CONTENTS • 주제선정 • 북극광이란 무엇인가? 1. 정의 2. 어원 3. 출발점 4. 형성 5. 색깔 • Q&A

주제선정 THE MOST AMAZING EXPEREINCE EVER!

북극광이란 무엇인가? 1. 정의 태양에서 방출된 플라즈마의 일부가 지구 자기장에 이끌려 대기로 진입하면서 공기분자와 반응하여 빛을 내는 현상. 북반구와 남반구의 고위도 지방에서 흔히 관찰. • 북극광(Aurora Borealis) • 남극광(Aurora Australis) => 극광(極光)

북극광이란 무엇인가? 2. 어원 • 라틴어 Aurora Borealis (북녘의 여명) Aurora - 고대로마 신화의 여명의 여신 Borealis - 북녘 • Galileo Galilei(1564-1642) 1616년 그의 저서에서 처음으로 사용.

북극광이란 무엇인가? 3. 출발점 • 태양흑점 • 1611년 갈릴레이, 토머스해리엇, 요하네스파브리시위스, 크리스토퍼샤이너 발견. • 광구의 특정지점에서 강력한 자기장이 형성되어 대류과정 잘 일어나지 못해 주변의 온도가 떨어져 상대적으로 어둡게 보이는 것. • 한 번에 최고 100개까지 무리를 지어 나타나며 하루에서 몇 주일 동안 머물다가 사라짐.

북극광이란 무엇인가? • 중앙온도 3700℃ 주위온도 5800℃ • 지름 1000㎞ • 흑점 주위의 불규칙한 모양은 태양 안쪽으로부터 발생하는 뜨거운 가스로 생긴 것. 빅베어태양천문대

북극광이란 무엇인가? • 그림 1 - 태양의 활동이 미미할 때의 자기대 • 그림 2 - 자기대는 적도 부근에서는 극 부분에서보다 빠르게 회전. • 그림 3 - 자기대가 태양을 둘러싸고 곡선을 이루며 흑점들을 • 400,000 km 상공으로 끌어 올림. • 태양풍에 의해 이 흑점들은 훨훨 타오르는 불꽃으로 우주로 나옴. 자기대의 회전은 27일의 주기로 절정. 이 때 지구는 가장 강력한 태양풍을 맞게 되고 북극광의 형성도 광범위. • http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=4118

북극광이란 무엇인가? 3. 출발점 • Plasma(플라즈마) • Most of the matter in the universe is in the form of plasma. • 제 4의 물질상태 • 기체가 계속해서 더 큰 에너지를 받으면 다른 이온화된 입자들이 만들어 짐. 이때 양이온과 음이온의 총 전하수는 거의 같고 이러한 상태가 플라즈마 상태. • 북극광도 플라즈마가 나타내는 빛

북극광이란 무엇인가? 3. 북극광의 출발점 • 태양풍과 자기장 • 태양의 태양풍 - 약 450km/s의 속도로 입자들과 자기를 운반. 강력한 자기폭풍은 북극광을 만들고, 라디오와 텔레비전의 전파장애, 나침반이 있는 선박과 비행기들의 항해에 문제와 정전. 인공위성과 우주선에 피해. • 지구의 자기장 - 태양풍으로부터 지구를 보호. • http://navercast.naver.com/science/documentary/3039#1

북극광이란 무엇인가? • 지구에 도달한 태양풍(그 입자들)은 지구자기장에서 대부분 지구 주위로 흘러 가지만, 이들 중 일부는 반 알렌대(Van Allen belt)에 붙잡힘. • 지구 주위에 구부려져 있고 극쪽에서 지표에 근접.

북극광이란 무엇인가? 3. 출발점 • 자기폭풍(magnetic storm) • 1741년 A.셀시우스가 북극광의 변화에 따라 지구자기가 변동하는 것을 최초 발견. • 큰 태양플레어(태양면폭발)가 일어난 다음 2∼3일 후에 일어나거나 태양흑점의 변화에 의해 발생. 전자, 양성자 등 입자의 방출이 증가. 지구로 향한 초속 1천5백∼3천㎞의 입자들이 지구자기장을 압축하여, 강도가 급격히 증가.

북극광이란 무엇인가? • 극광은 극지방에서 일어나는 특이한 현상이지만 거대한 자기폭풍이 일어날 때는 낮은 위도에서도 발생 가능. 1989년 10월 21일, 거대한 자기폭풍 때에는 일본에서 붉게 빛나는 오로라가 관측. • 자기폭풍의 피해 - 강력한 전류 발생. 지상에 위치한 송전선이나 원유, 송유관 같은 거대한 도체에 유도 전류를 발생시켜 많은 피해를 유발.

북극광이란 무엇인가? 4. 형성 • 태양으로부터 모든 방향으로 확장하여 밖으로 내뿜는 플라즈마의 흐름을 태양풍. • 입자들 중 얼마는 지구 자기장에의해 지구 주위로 흐르거나, 일부는 반 알렌대에 붙잡힘. • 극지방으로 들어온 입자들은 대기 속 공기 분자와 서로 충돌. • 기체 분자의 전자들이 여기(excitation). 전자들이 더 낮은 에너지 준위로 되돌아 올 때 빛을 방출. * 여기: 외부에서 에너지를 가함으로써 원자나 분자의 가장 바깥쪽에 있는 전자가 높은 에너지 상태로 이동하는 것.

북극광이란 무엇인가? 5. 색깔 • 육안으로 볼 수 있는 북극광의 색은 대부분이 전자의 하강이 원인, 발광이 일어나는 고도에 따라 달라짐. • 상층의 고도 200km이상에서는 적색, 200km부터 100km의 저고도에서는 녹색, 그리고 드물게 100km이하의 최하부에서 분홍색과 보라색. • 적색과 녹색은 산소원자, 분홍색은 질소분자, 보라색은 질소분자 이온 때문. • 태양활동현상에 따른 자기폭풍에 의해 가끔 저위도지방에서도 붉은 오로라가 관측.

- 출처 - • 우주의 발견, 케네스C. 데이비스저, 이충호 역, 푸른숲, 2003 • 남극과 북극의 궁금증 100가지, 와타나베겐타로, 아소 다케히코 등 저, 김태호 역, 푸른길, 2009 • 천문우주지식정보, 태양계 [http://astro.kasi.re.kr/] • 태양 흑점의 비밀, 네이버캐스트 [http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=4118] • 태양 폭풍, 네이버캐스트 [http://navercast.naver.com/science/documentary/3039#1] • 플리즈마/태양흑점/북극광/자기폭풍, 네이버백과사전 [http://100.naver.com/] • The Electric Universe [http://www.viewzone.com/electricaluniverse.html]

Q & A

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