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헬멧 스트리머

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목차

1. 개요

헬멧 스트리머는 태양 표면에서 멀어지면서 방사상으로 가늘어지는 뾰족한 기저부와 긴 자루 형태를 띠는 코로나 구조이다. 헬멧 스트리머는 닫힌 자기장으로 구성되어 있으며, 태양의 자기 극성을 구분하는 경계 위에 위치한다. 헬멧 스트리머는 플라스마의 높은 전자 밀도로 인해 흰색광에서 밝게 나타나며, 플라스모이드 방출을 통해 태양풍의 느린 구성 요소의 한 소스가 된다. 태양 극소기에는 적도 주변에 위치하며, 태양 극대기에는 태양 주위에 더 대칭적으로 나타난다. 코로나 질량 방출(CME) 발생 시 헬멧 스트리머는 변형되어 CME의 앞쪽 가장자리가 된다. 헬멧 스트리머와 유사하지만 동일한 자기 극성의 구멍을 연결하는 가짜 스트리머도 존재한다.

2. 구조

헬멧 스트리머는 주변의 코로나 플라스마에 비해 흰색광에서 밝게 나타난다.


헬멧 스트리머는 태양에서 멀어지면서 방사상으로 가늘어지는 뾰족한 기저부를 가지며, 긴 자루를 형성한다. 기저부는 일반적으로 표면 위로 최대 1.5 태양 반지름까지 뻗어 있으며, 태양풍에 의해 뻗어 나가는 자루는 여러 태양 반지름 이상으로 확장될 수 있다.[2]

헬멧 스트리머는 닫힌 자기장으로 구조화되어 있으며 태양의 광구에서 반대 자기 극성을 구분하는 경계 위에 놓여 있다. 그들의 얇은 자루는 전류 시트를 형성하는 반대 방향의 자기장으로 구성된다.[3] 이 자루를 둘러싸고 있는 것은 코로나 아래쪽에 있는 코로나 홀에 고정된 열린 반대 방향 자기장이다.[4]

헬멧 스트리머의 흰색광 방출은 주변 코로나에 비해 갇힌 플라스마의 높은 전자 밀도 때문이다. 광구에서 오는 빛은 이러한 전자에서 톰슨 산란되며, 산란된 빛의 강도는 관찰자의 시선에 따른 전자 수에 따라 달라진다.[5]

플라스마의 작은 덩어리, 즉 "플라스모이드"가 때때로 헬멧 스트리머의 끝에서 방출되며, 이것이 태양풍의 느린 구성 요소의 한 소스이다.[1]

3. 태양 주기와의 관계

태양 극소기 무렵, 즉 11년 태양 주기 동안 태양 활동이 최소화되는 시점에는 헬멧 스트리머가 일반적으로 헬리오그래픽 적도 주변, 소위 '스트리머 벨트'에 위치한다. 동시에, 큰 코로나 홀이 극 지방에 존재한다. 태양 활동이 태양 극대기에 가까워짐에 따라, 헬멧 스트리머는 태양 주위에 더 대칭적으로 나타난다.[3]

위 코로나그래프 이미지들은 각각 태양 주기 22와 태양 주기 23 사이의 태양 극소기 근처와 태양 주기 23의 태양 극대기 근처에서 촬영된 것으로, 태양 주기의 다른 시점에서 태양 원반 주위 헬멧 스트리머의 분포가 다름을 보여준다.

4. 코로나 질량 방출(CME)에서의 역할

코로나 질량 방출(CME)이 분출되면, 위에 덮여 있던 헬멧 스트리머가 변형되어 CME의 선두 가장자리가 된다. 이와 유사하게, 헬멧 스트리머의 공동은 CME의 공동이 되고 헬멧 스트리머의 홍염은 CME의 핵심이 된다.[5]

파커 태양 탐사선이 2021년 초 태양의 코로나를 통과하면서 코로나 스트리머를 지나갔다.

5. 가짜 스트리머

코로나의 구조 중 헬멧 스트리머와 유사하지만 동일한 자기 극성의 구멍을 연결하는 구조를 '''가짜 스트리머'''라고 한다.[9][6][7][8] 이것들은 최초로 우주 기반 코로나그래프를 사용하여 관측되었으며, Hundhausen (1972)에 의해 "플라즈마 시트"라고 불렸다. 이후 Zhao & Webb (2003)에 의해 "단극 스트리머"로 이름이 변경되었고, Wang et al. (2007)에 의해 "가짜 스트리머"로 명명되었다.[9] 가짜 스트리머의 구조는 2012년 태양 역학 관측소에 의해 관측되었다.[7]

가짜 스트리머의 자기적 위상은 기저부에 쌍둥이 필라멘트를 포함한다. 이러한 쌍둥이 필라멘트는 위상적으로 연결되어 있으며, 중립점과 분리 돔을 공유한다. 이것은 두 개의 극성 반전 경계가 그들을 둘러싼 전역 단극 구성의 반대 극성을 가진 자기장을 그들 사이에 포함하는 경우(삼극 가짜 스트리머)였다.[8]

2013년 5월 5일부터 10일까지 PROBA2 위성의 SWAP 기기에 의해 태양 코로나에서 이중 스트리머/가짜 스트리머로 구성된 단일 하이브리드 자기 구조가 관측되었다. 연구자들은 그 구조를 다음과 같이 설명했다:[10]

그것은 태양 남극 근처의 한 쌍의 필라멘트 채널로 구성되어 있다. 구조의 서쪽 가장자리에서 필라멘트 위의 자기적 형태는 두 채널 사이에 열린 자기장을 가진 나란한 이중 스트리머의 형태를 보인다. 동쪽 가장자리에서 자기적 형태는 중앙에 열린 자기장이 없는 코로나 가짜 스트리머의 형태를 보인다.

참조

[1] 서적 Space Physics: An Introduction to Plasmas and Particles in the Heliosphere and Magnetospheres https://archive.org/[...] Springer
[2] 논문 Coronal streamers https://link.springe[...] 1992
[3] 논문 The dynamical nature of coronal streamers 2000-11-01
[4] 논문 Coronal Holes 2009
[5] 논문 Coronal mass ejections: Initiation and detection https://cdaw.gsfc.na[...] 2003-01
[6] 논문 Coronal Pseudostreamers https://iopscience.i[...] 2007-04
[7] 논문 Dynamics of the Transition Corona 2014-05-13
[8] 논문 Origins of Rolling, Twisting, and Non-radial Propagation of Eruptive Solar Events 2012
[9] 논문 The Dynamic Formation of Pseudostreamers https://discovery.du[...] 2021-05-01
[10] 논문 Observations of a Hybrid Double-streamer/Pseudostreamer in the Solar Corona https://iopscience.i[...] 2014-05-01
[11] 서적 Space Physics: An Introduction to Plasmas and Particles in the Heliosphere and Magnetospheres https://archive.org/[...] Springer


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