한국인 과학자, '지구 방사선대'의 비밀 최초로 풀었다

한국천문연구원

국내 연구진이 지구에 강한 방사선 피해를 줄 수 있는 방사선대의 비밀을 풀 열쇠를 찾았다.

한국천문연구원은 황정아 박사가 이끄는 국제연구팀이 '반 앨런 벨트'(Van Allen Belt, 지구 방사선대)가 안정적으로 구조를 유지하는 원리를 찾아냈다고 4일 밝혔다.

태양에서 오는 태양풍(태양에서 불어오는 바람)의 대부분은 지구 자기권에 막혀 지구로 들어오지 못한다.

하지만 그 중 일부가 지구 자기력선이 열려 있는 양극 지역을 통해 지구로 들어오게 되는데, 이 때 일부 저에너지 전자들이 지구의 적도 주변에서 형성하는 도넛 모양의 띠를 지구 방사선대라고 한다.

한국천문연구원

지구 방사선대는 강한 방사선 피해를 줄 수 있어 우주환경의 '위험지대'로 통하며, 인공위성 궤도는 이 위험지도를 피하도록 설계된다.

황 박사 연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 '반 앨런 프루브 위성'(VAP)의 관측 자료를 분석해 지구 방사선대 특정한 주파수의 '정전기 파동'(electro-static waves)을 발견했다.

이어 이 파동과 1-50keV(킬로전자볼트)의 특정 에너지 영역의 전자들과의 상관관계를 처음으로 입증했다.

기존 관련 연구들은 태양 활동이 활발할 때의 플라즈마(초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 가진 이온으로 분리된 기체 상태) 파동과 입자 사이 상호작용을 통해 입자들의 가속과정을 설명했다.

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반면 황 박사 연구팀은 태양활동이나 '전자기 파동'(electromagnetic waves)이 없는 우주 환경의 극소기 상태에서 정전기 파동의 존재를 확인했다.

반 앨런 프루부 위성의 탑재체는 정밀한 고주파의 파동까지 관측할 수 있어 입증이 가능했다고 연구팀은 설명했다.

이번 연구 결과는 미국 '플라즈마 물리학 저널'(Physics of Plasmas) 지난달 20일 자에 실렸으며, 미국물리학회 주목할 만한 논문으로 선정됐다.

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