[카드뉴스] 신비로운 기상현상 ‘오로라’, 어떻게 생겨나는 것일까?

[시선뉴스 김지영/디자인 이연선] 추운 겨울, 극지방의 까만 밤하늘에는 형형색색의 아름다운 오로라(aurora)가 관측된다. 오로라를 보기란 쉽지 않은데 따라서 이를 보기 위해 오로라가 잘 관측되는 나라로 여행을 떠나는 사람이 있을 정도이다. 그만큼 오로라는 죽기 전에 꼭 한 번 보고 싶은 신비한 자연으로 손꼽힌다. 그렇다면 오로라는 어떻게 생겨나는 것일까? 오로라에 대해 알아보자.

오로라는 1621년 프랑스의 과학자 피에르 가센디가 로마신화에 등장하는 새벽의 신 ‘아우로라’(Aurora, 그리스 신화 속 에오스)의 이름을 따서 붙인 것으로 ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어이다.‘극광(極光)’, ‘노던 라이트(northern light)’, ‘적기(赤氣)’ 등 다양한 이름으로도 불리고 있다.

이름에서도 알 수 있듯 오로라는 보통 오후 9시부터 새벽 2시 사이에 잘 관측되며 이 때문에 상대적으로 밤이 긴 11월부터 2월까지가 오로라를 비교적 쉽게 관측할 수 있는 달이다. 또한 위도60도에서 80도의 고위도 극지방 지역에서 잘 발생한다.

‘춤추는 신의 옷자락’, ‘밤하늘의 커튼’등 오로라의 아름다운 모습에 오로라를 표현하는 정말 다양한 미사여구들이 있다. 하지만 이런 오묘하고 신비한 오로라 속에는 과학현상이 숨겨져 있다.오로라가 발생하는 원리에 대해 설명하자면 오로라는 태양에서 날아온 대전입자가 지구 자기장과 상호작용해 극지방 상층 대기에서 일어나는 대규모 방전현상이다. 대전입자는 전기를 띠고 있는 입자인데 태양은 항상 양성자와 전자 등으로 이뤄진 대전입자(플라스마)를 방출한다.

이렇게 방출된 플라스마의 흐름을 ‘태양풍’이라고 하는데 태양에서 지구에 도달하는 대부분의 태양풍은 지구의 자기장 밖으로 흩어진다. 하지만 일부 태양풍은 지구의 자기장에 끌려 ‘밴앨런대’라 불리는 영역에 붙잡히게 된다. 밴앨런대는 지구를 둘러싸고 있는 방사능 층으로 조개 모양으로 지구 주위에 구부려져 있고 극 쪽에서는 지표에 근접해서 구부러져 있다.

밴앨런대에 붙잡힌 태양풍이 대기 중에 있는 공기 분자와 서로 충돌하면서 빛을 방출하는 현상이 오로라이다. 이때 오로라 색은 충돌하는 기체에 따라 녹색, 붉은색, 흰색 등의 다양한 색으로 나타난다. 오로라를 쉽게 관측할 수 있는 지대의 크기는 항상 일정한 것이 아니라 태양의 활동에 따라 변하게 된다.

한 번 보면 그 광활한 장경에 절대 잊을 수 없다는 오로라. 언젠가 살면서 꼭 한 번 보게 된다면 그 오묘하고 신비한 오로라 속에 숨겨져 있던 과학현상도 떠올려 보는 건 어떨까.