스피큘
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1. 개요
스피큘은 태양의 채층에서 관찰되는 짧고 가늘며, 빠르게 솟아오르는 플라스마 기둥이다. 스피큘은 태양 가장자리에서 길게 늘어져 보이며, 태양 원반에서는 얼룩이나 섬유질 형태로 나타난다. 초당 20km의 속도로 상승하며, 높은 자기 선속 영역과 관련이 있다. 스피큘의 발생 원인에 대해서는 P모드 진동과 같은 가설이 제시되었지만, 태양 물리학자들 사이에서 논란이 지속되고 있다.
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| 스피큘 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 설명 | 태양 채층에서 뿜어져 나오는 플라스마 기둥 |
| 다른 이름 | 섬유 (on-disk), 잔물결 (on-disk) |
| 로마자 표기 | Seupikyul |
| 특징 | |
| 관측 위치 | 태양 채층 |
| 형태 | 기둥 모양의 플라스마 제트 |
| 수명 | 약 5~15분 |
| 크기 | 폭: 약 500km 길이: 약 10,000km |
| 속도 | 초속 15~40km |
| 온도 | 6,000 ~ 20,000 K |
| 밀도 | 주위 채층보다 약간 높음 |
| 발생 빈도 | 태양 전체에서 동시에 약 300,000개 존재 |
| 연구 | |
| 중요성 | 태양풍 가열 및 채층-코로나 물질 순환 연구에 중요 |
| 관측 방법 | 분광기 필터그래프 자기장 관측 장비 |
2. 특징
스피큘은 약 5분에서 15분 동안 지속되며[3], 태양 가장자리에서는 길게 늘어져 보인다(태양 원반에서 보일 경우 "얼룩" 또는 "섬유질"로 알려져 있다). 이들은 대개 높은 자기 선속 영역과 관련이 있으며, 질량 선속은 태양풍의 약 100배에 달한다. 스피큘은 초당 20km (시속 72,000km)의 속도로 상승하며 붕괴되어 사라지기 전에 수천 킬로미터의 높이에 도달할 수 있다.[3]
캘리포니아주 팔로 알토의 록히드 마틴 태양 우주물리 연구소와 영국 셰필드 대학 연구진은 2004년 스피큘 발생에 대한 가설을 제시했다.[5] 이들은 P모드 진동이 스피큘을 발생시킨다고 보았으나, 다른 여러 메커니즘도 제안되었으며, 태양 물리학계에서는 아직 논쟁이 진행 중이다.
태양의 채층에는 약 3,000,000개의 활성 스피큘이 동시에 존재한다.[3] 개별 스피큘은 일반적으로 광구 위 3000km~10000km 고도에 도달한다.[4] 일본 자료에서는 스피큘이 항상 태양 표면에 약 6만에서 7만 개가 발생한다고 알려져 있다.
3. 발생 원인
3. 1. P모드 진동 가설
캘리포니아주 팔로 알토의 록히드 마틴 태양 우주물리 연구소의 바트 드 폰티유와 영국 셰필드 대학의 로버트 에르델류와 제임스 P.스튜어트는 2004년에 스피큘이 태양 표면의 P모드 진동의 결과로 생긴다는 가설을 세웠다.[5] P모드 진동은 초당 수백 미터(m/s)의 속도로 태양 표면이 상승하고 하강하는 약 5분간의 음파이다. 수직에서 기울어진 자기다발관은 상승하는 물질을 집중하고 안내하여 태양 대기로 보내 스피큘을 형성한다. 그러나 태양 물리학자 사이에는 이러한 설명에 관해 반론도 있다.
3. 2. 기타 가설
캘리포니아주 팔로 알토의 록히드 마틴 태양 우주물리 연구소의 바트 드 폰티유와 영국 셰필드 대학교의 로버트 에르델류 및 제임스 P.스튜어트는 2004년 스피큘이 태양 표면의 P모드 진동의 결과로 생긴다는 가설을 세웠다.[5] P모드 진동은 초당 수백 m의 속도로 태양 표면이 상승, 하강하는 약 5분간의 음파이다. 수직에서 기울어진 자기다발관은 상승하는 물질을 집중, 안내하여 태양 대기로 보내 스피큘을 형성한다. 그러나 태양 물리학자 사이에서는 이 설명에 관한 반론도 있다.
4. 추가 정보
태양의 채층에는 약 3,000,000개의 활성 스피큘이 동시에 존재한다.[3] 개별 스피큘은 일반적으로 광구 위 3,000~10,000 km 고도에 도달한다.[4]
바트 드 퐁티유(록히드 마틴 태양 및 천체물리학 연구소)와 로버트 에르델리, 스튜어트 제임스(영국 셰필드 대학교)는 2004년에 스피큘이 태양 표면의 태양 진동(P-모드 진동)의 결과로 형성된다고 가설을 세웠다.[5] 태양 진동은 초당 수백 미터의 속도로 태양 표면을 오르내리는 약 5분 주기의 음파이다. 수직에서 기울어진 자기 플럭스 튜브는 상승하는 물질을 집중시키고 태양 대기 중으로 유도하여 스피큘을 형성할 수 있다.[5] 그러나 이 가설에 대해서는 태양 물리학계에서 여전히 논란이 있다.
스피큘은 5분에서 10분 동안 존재하며, 종단 부분에서는 가늘게 보인다. 일반적으로 강한 자기 선속을 동반하며, 질량 유속은 태양풍의 약 100배에 달한다. 인공위성을 이용한 관측 등을 통해 미세한 부분까지 관측할 수 있게 되었지만, 발생 기구의 구조에 대해서는 아직 밝혀지지 않은 부분이 많다.
스피큘은 항상 태양 표면에 약 6만에서 7만 개가 발생한다. 각각의 스피큘은 광구에서 3000km - 10000km의 높이에 달한다.
참조
[1]
논문
Quantifying Spicules
2012-10
[2]
간행물
Spicules and downflows in the solar chromosphere
EDP Sciences
2021-03-24
[3]
서적
Universe
https://archive.org/[...]
W. H. Freeman and Company
[4]
논문
Two Dynamical Models for Solar Spicules
1996-04
[5]
간행물
Solar chromospheric spicules from the leakage of photospheric oscillations and flows
https://www.nature.c[...]
2004-07
[6]
논문
Two Dynamical Models for Solar Spicules
1996-04
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