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2024년 5월 태양폭풍

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목차

1. 개요

2024년 5월 태양폭풍은 2024년 5월 8일부터 14일까지 발생한 일련의 태양 플레어와 코로나 질량 방출로 인해 발생한 현상이다. 이로 인해 G5 등급의 강력한 지자기 폭풍이 발생하여 전 세계적으로 오로라가 관측되었으며, 통신 시스템, 전력망, 위성 시스템 등 다양한 분야에서 장애가 발생했다. 특히 흑점군 AR3664의 활동으로 인해 다수의 플레어가 발생했고, Dst 지수 -412nT를 기록하며 2003년 할로윈 태양 폭풍에 버금가는 강도를 보였다.

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2024년 5월 태양폭풍
개요
2024년 5월 10-11일 북반구에서 관측된 오로라
VIIRS 이미지로, 5월 10-11일에 걸쳐 북반구에서 발생한 오로라를 보여준다.
NOAA 지정 번호13664
AR SXR 플레어X8.7
G 스케일5
K 지수9
A 지수271
Dst 지수−412 nT
G 스케일 시작2024년 5월 10일
G 스케일 최고점 시작2024년 5월 11일
G 스케일 종료2024년 5월 13일
태양 주기25
상세 정보
주요 특징1989년 이후 가장 큰 피크 음의 Dst 지수(–412 nT)를 기록한 G5 등급의 태양폭풍이다.
관련 기사극심한 태양폭풍 2일차, 오로라 관측 가능성 높아져 - 전력 회사들은 지속적인 지자기 폭풍으로 인해 저녁 하늘에서 또 다른 오로라 쇼가 펼쳐질 것으로 예상됨에 따라 이전 상황에 잘 대처했다고 밝혔다. (뉴욕 타임스, 2024년 5월 11일)
거대한 태양폭풍이 지구를 강타하면서 이번 주말 내내 미국 전역에서 오로라 예상 (Earth.com, 2024년 5월 10일)
최대 규모의 "태양 플레어" 연속 관측, 11일에 통신 장애를 일으키는 자기 폭풍, 오로라 가능성 (산케이 뉴스, 2024년 5월 10일)
관련 정보2003년 할로윈 태양 폭풍

2. 태양 플레어 및 코로나 질량 방출

2024년 5월 8일, NOAA 영역 번호 3664로 지정된 태양 활동 영역에서 X1.0급 태양 플레어가 발생했고, 이로 인해 지구를 향하는 코로나 질량 방출이 일어났다.[112] 5월 9일에는 같은 영역에서 X2.25급 및 X1.12급 플레어와 함께 풀 헤일로형 코로나 질량 방출이 발생했다. 5월 10일에는 X3.98급 플레어가, 5월 11일 01:23(UTC)에는 X5.8급 플레어와 비대칭 헤일로형 코로나 질량 방출이 발생했다.[113][114][115]

5월 14일에는 흑점군 3664가 태양 서쪽 가장자리 너머로 이동하면서 X8.7급 플레어가 발생하여 R3(강함) 등급의 전파 두절을 일으켰다.[8]

2. 1. 흑점군 AR3664의 활동

GOES-16 위성에서 131 옹스트롬 파장으로 촬영한 흑점군 3664의 태양 플레어(2024년 5월 9일 18시(UTC)경 발생, 남반구 서측의 활동영역)


미국 해양대기청(NOAA)은 2024년 5월 8일 흑점군 AR3664를 태양 활동 영역 번호 3664로 지정했다. 이 흑점군에서 최대 강도 X1.0에 이르는 여러 차례의 태양 플레어가 발생했으며, 이 폭발은 지구로 향하는 코로나 질량 방출을 일으켰다.[112]

5월 9일에도 흑점군 3664는 풀 헤일로형(지구 정면 방향)의 코로나 질량 방출을 수반하는 X2.25급 플레어와 X1.12급 플레어를 일으켰다. 5월 10일에는 X3.98급 플레어를, 5월 11일 01:23(UTC)에는 최대 강도인 X5.8급 플레어와 비대칭 헤일로형 코로나 질량 방출을 일으켰다.[113][114][115]

흑점군 3664의 계속되는 활동으로 태양으로부터 도달하는 고에너지 입자도 증가하여, 5월 11일 오후에는 양성자 선속이 평시의 100배에 이르러 S2등급 태양 방사선 폭풍 경보가 발령되었다.[116]

5월 14일, 흑점군 3664가 태양 서쪽 가장자리 너머로 회전하면서 가장 강력한 플레어인 X8.7이 발생하여 R3(강함) 등급의 전파 두절을 일으켰다.[8]

2. 2. 태양 방사선 폭풍

2024년 5월 11일, 흑점군 AR3664의 활동으로 태양으로부터 고에너지 입자가 증가하여 양성자 선속이 평상시의 100배에 이르렀다. 이에 따라 S2 등급 태양 방사선 폭풍 경보가 발령되었다.[116] 이 지역에서는 S2 수준의 스파이크와 함께 S1 태양 방사선 폭풍도 발생했다.[7]

3. 지자기 폭풍

2024년 5월 8일에서 9일에 걸쳐 발생한 플레어로 인해 생성된 네 차례의 코로나 질량 방출(CME)이 중첩되어 2024년 5월 10일 17시경(UTC) 지구에 도달하여 강력한 지자기 폭풍이 발생했다. 지자기 교란에 의해 밝고 매우 오랫동안 지속되는 오로라가 전세계에 걸쳐 발생하였으며, 인도 라다크 한레의 인도국립천문대[117], 중국 우루무치 시 근처[118], 크로아티아[119], 스페인 남부[120], 미국 플로리다주[121][122][123], 멕시코 등 남·북반구의 광범위한 지역에서 오로라 관측이 보고되었다.

행성 간 자기장의 최대값은 73 나노테슬라(nT)에 달하였고, 지구자기장축 성분은 S극 방향으로 -50nT까지 증가함에 따라 행성 K 지수(Kp 지수)가 9에 도달, G5 등급 지자기 폭풍 경보가 발령되어, 2003년 할로윈 태양 폭풍 이후 가장 강력한 태양 폭풍으로 분류되었다[124]. 지구에 유입된 코로나물질의 속도는 750km/s~800km/s 내외였다.

5월 10일 이후 추가로 지구 방향 코로나 질량 방출이 세 차례 이상 발생하였으며, 이는 5월 12일~13일에 걸쳐 지구에 도달하여[125] Kp 6(G2 등급 지자기 교란) 이상의 불안정한 지자기 활동을 유발하였다.

2024년 5월 10일~14일의 3시간 ''K''p 지수 값

3. 1. 다른 태양 폭풍과의 비교

2024년 5월 태양폭풍은 지구 자기장 교란 정도를 나타내는 Dst 지수 극값이 -412nT로 측정되었다.[129] 이는 2003년 할로윈 태양폭풍의 최고 Dst 지수인 -422nT와[126] 유사한 수준이다. 1989년 3월 지자기 폭풍의 최고 Dst 지수는 -589nT,[127] 1921년 5월 지자기 폭풍은 -907nT,[128] 1859년 태양대폭풍(캐링턴 사건)은 -800nT에서 -1750nT 사이로 추정된다.[128]

주요 태양폭풍 Dst 지수 비교
사건Dst 지수 (nT)
1859년 태양대폭풍 (캐링턴 사건)-800 ~ -1750 (추정)
1921년 5월 지자기 폭풍-907 (추정)
1989년 3월 지자기 폭풍-589
2003년 할로윈 태양폭풍-422
2024년 5월 태양폭풍-412



2024년 5월 11일의 ''A''p 지수는 271로, 1989년 3월 13일과 14일의 ''A''p 지수보다 높았고, 2003년 10월 29일과 30일, 11월 20일의 ''A''p 지수보다 훨씬 높았으며, 1960년 11월 13일의 ''A''p 지수 280에 이어 역대 두 번째로 높았다.[18]

4. 오로라 관측

2024년 5월 8일에서 9일에 걸쳐 발생한 플레어로 인해 생성된 코로나 질량 방출(CME)이 지구에 도달하여 강력한 지자기 폭풍이 발생했다. 이로 인해 전 세계적으로 밝고 오래 지속되는 오로라가 발생했으며, 평소 오로라가 잘 관측되지 않는 저위도 지역에서도 관측되었다.[117][118][119][120][121][122][123]

인도 라다크 한레의 인도국립천문대[117], 중국 우루무치 시 근처[118], 크로아티아[119], 스페인 남부[120], 미국 플로리다주[121][122][123], 멕시코 등 남·북반구의 광범위한 지역에서 오로라 관측이 보고되었다.

5월 10일 이후 추가적인 코로나 질량 방출이 발생하여 5월 12일~13일에 걸쳐 지구에 도달, 지자기 활동을 유발하였다.[125]



2003년 이후 카메라 기술이 개선되어, 일반 휴대폰 카메라로도 오로라의 색상을 담을 수 있게 되었다.[54]

4. 1. 전 세계 오로라 관측 사례

2024년 5월 8일에서 9일에 걸쳐 발생한 여러 차례의 코로나 질량 방출(CME)이 5월 10일 지구에 도달하면서 강력한 지자기 폭풍이 발생했다. 이로 인해 전 세계적으로 밝고 오래 지속되는 오로라가 관측되었다.[124]
북반구 관측 사례:
남반구 관측 사례:
오로라의 특징:

  • 육안으로는 채도가 낮거나 무채색으로 보일 수 있지만, 카메라 기술의 발달로 표준 휴대폰 카메라로도 오로라의 색상을 감지할 수 있었다.[52][53][54]
  • 클라크의 오로라 분류 5가지(빛, 패치, 아크, 광선, 코로나)가 모두 기록되었다.[19]



2024년 5월 태양폭풍으로 관측된 오로라 (일부)
국가지역 (위도)오로라 색깔기타
대한민국붉은색
일본북일본, 동해안, 아이치현, 효고현붉은색
중국우루무치, 베이징 주변, 내몽골 자치구
인도라다크 한레
미국플로리다 키스 포함 전역
멕시코유카탄 반도
호주퀸즐랜드 타운즈빌, 매케이 북부, 서호주 카라타
뉴질랜드
칠레
아르헨티나


4. 2. 한국의 오로라 관측

2024년 5월 10일, 대한민국에서도 붉은색 저위도 오로라가 관측되었다.[41] 일본에서도 홋카이도와 동해 연안을 중심으로 넓은 지역에서 붉은색 저위도 오로라가 관측되었으며, 아이치현과 효고현에서도 관측되었다.

5. 영향

2024년 5월 태양폭풍은 통신, 전력, 위성 시스템 등 여러 분야에 영향을 미쳤다.

전리층 변화로 지상파 방송과 단파, 초단파, 극초단파 대역의 양방향 무선 통신에 장애가 발생했다.[130] 지구 저궤도 스타링크 위성을 포함한 인공위성 서비스도 일시적으로 성능이 저하되었다.[131] 일론 머스크는 스타링크 위성이 "많은 압박을 받고 있지만 지금까지 잘 버티고 있다"고 언급했다.[132][133]

뉴질랜드 트랜스파워는 전력망 비상사태를 선포, 일부 송전선 서비스를 중단했다.[134] 미국 통신사들은 네트워크 중단에 대비했지만, 큰 영향은 없을 것으로 예측했다.[135] 미국 해양대기청은 일부 전력망 이상 현상을 보고했지만, 연방재난관리청과 미국 에너지부는 일반 대중에 대한 중대한 영향은 없다고 확인했다.[137]

정보통신연구기구는 5월 8일부터 13일까지 총 9회의 태양 플레어가 발생했으며, 단파 무선 및 GPS 등 측위 시스템, 위성 통신 등에 장애가 발생할 수 있다고 주의를 촉구했다.[108]

이 외에도, 정밀 농업에 사용되는 존 디어의 RTK GPS 장비 정확도가 저하되어 일부 농작업이 중단되었고,[64][65] 드론 운용에도 차질이 빚어졌다.[67][68] 빅토리아 대학교 연구진은 해저 관측소 나침반 작동을 확인했다.[66]

5. 1. 통신 시스템

폭풍 기간 중 발생한 태양 플레어는 전리층의 형성을 억제하여 전파의 장거리 전파를 방해했다. 이로 인해 지상파 방송과 단파(HF), 초단파(VHF) 및 극초단파(UHF) 대역의 양방향 무선 통신에 부정적인 영향을 미쳤다.[130] 이는 전리층의 D층 밀도를 증가시켜 흡수를 유발하고, 이로 인해 전파를 방해했기 때문이다.[56][57]

지구 저궤도에 위치한[131] 스타링크를 포함한 인공위성은 태양 폭풍으로 인해 서비스 성능이 일시적으로 저하되었으며, 스페이스X 의 CEO 일론 머스크는 스타링크 위성들이 "많은 압박을 받고 있지만 지금까지 잘 버티고 있다"고 X에 올렸다.[132][133]

정보통신연구기구는 8일부터 13일까지 총 9회의 태양 플레어가 발생했으며, 방출된 플라스마가 지구 주변에 도달하는 영향으로 인해 단파 무선 및 GPS 등의 측위 시스템, 위성 통신 등에 장애가 발생할 수 있다고 주의를 촉구했다.[108]

미국에서는 통신사 AT&T 와 T-모바일이 네트워크 중단에 대응할 준비가 되어 있다고 밝혔으나, 네트워크가 영향을 받는 HF 대역과 다른 대역의 주파수를 사용하기 때문에 태양폭풍이 무선통신 서비스에 큰 영향을 미칠 가능성은 없을 것으로 예측되었다.[135] 미국 해양대기청은 GPS와 고주파 무선 통신의 성능 저하와 일부 전력망에서의 이상현상을 보고했지만[136], 연방재난관리청과 미국 에너지부에서는 일반 대중에 영향을 주는 중대한 이상은 없는 것으로 확인했다.[137]

존 디어의 RTK GPS 장비를 사용하는 농업 사용자는 지자기 폭풍 동안 위치 정확도가 현저하게 저하되었다고 보고했다. GPS 수신기가 정밀 농업에서 트랙터를 안내하는 데 사용되기 때문에, 일부 농업 종사자는 파종 활동을 완전히 중단해야 했다.[64][65]

폭풍 기간 동안 비행한 일부 드론 사용자는 안정적인 호버링 유지의 어려움, GPS 신호 중단, 그리고 어떤 경우에는 갑작스러운 제어 불능으로 인한 추락 등 특이한 현상을 겪었다.[67][68] 드론은 비행 중 위치를 유지하기 위해 GPS 및 자기 신호에 의존하며, 이는 지자기 활동의 영향을 받는다.

5. 2. 전력 시스템

뉴질랜드 국영 전력회사인 트랜스파워는 전력망 비상사태를 선포하고 폭풍에 대비하여 일부 송전선 서비스를 중단했다[134]. 캐나다 전력 회사인 BC 하이드로와 퀘벡 수력은 폭풍에 대비했으며, 5월 10~11일 지구에 분출물이 충돌하는 것을 모니터링했다. 이전 1989년 태양 폭풍으로 퀘벡에서 9시간 동안 정전이 발생했던 것과는 달리, 이번 폭풍으로 인한 정전은 보고되지 않았다.[58][59]

미국 해양대기청은 GPS와 고주파 무선 통신의 성능 저하와 일부 전력망에서의 이상현상을 보고했지만[136], 연방재난관리청과 미국 에너지부에서는 일반 대중에 영향을 주는 중대한 이상은 없는 것으로 확인했다[137].

5. 3. 위성 시스템

지구 저궤도에 위치한[131] 스타링크 위성은 태양 폭풍으로 인해 서비스 성능이 일시적으로 저하되었다. 스페이스X의 CEO 일론 머스크는 X(이전 트위터)에 스타링크 위성들이 "많은 압박을 받고 있지만 지금까지 잘 버티고 있다"고 게시했다.[132][133]

2024년 5월 13일 00:19 UTC, 아메리카를 중심으로 관측을 제공하는 GOES 동부 위치의 주요 운영 정지 기상 위성인 GOES-16 위성이 모든 데이터 전송을 중단했다. 데이터 전송은 거의 2시간 후인 02:00 UTC에 재개되었다.[69] 그 직후 두 번째 데이터 전송 손실이 발생하여 03:19 UTC부터 03:30 UTC까지 11분 동안 지속되었다.[70]

이번 태양 폭풍은 유럽 우주국(ESA)의 가이아 우주선에 전기적 문제를 일으켰다.[74][75]

정보통신연구기구는 2024년 5월 8일부터 13일까지 총 9회의 태양 플레어가 발생했으며, 방출된 플라스마가 지구 주변에 도달하는 영향으로 인해 단파 무선 및 GPS 등의 측위 시스템, 위성 통신 등에 장애가 발생할 수 있다고 주의를 촉구했다.[108]

5. 4. 기타 영향

2024년 5월 태양폭풍 기간 동안 발생한 강력한 지자기 폭풍은 여러 분야에 걸쳐 다양한 영향을 미쳤다.

미국에서는 존 디어의 RTK GPS 장비를 사용하는 농업 분야에서 피해가 보고되었다. GPS 수신기는 정밀 농업에서 트랙터의 자동 운행을 위해 사용되는데, 위치 정확도가 현저히 저하되면서 일부 농민들은 파종 작업을 일시 중단해야 했다.[64][65]

드론 운용에도 차질이 빚어졌다. 일부 드론 사용자들은 비행 중 GPS 신호가 끊기거나 제어가 어려워지는 현상을 경험했으며, 심지어 갑작스러운 제어 불능으로 드론이 추락하는 사례도 발생했다.[67][68] 이는 드론이 위치 유지를 위해 GPS 및 자기 신호에 의존하기 때문에 지자기 활동의 영향을 받은 것으로 보인다.

빅토리아 대학교 연구진은 해저 2.7km 깊이에 설치된 해저 관측소의 나침반이 지자기 폭풍으로 인해 작동되는 현상을 발견했다.[66]

정보통신연구기구는 5월 8일부터 13일까지 총 9회의 태양 플레어가 발생했으며, 이로 인해 방출된 플라스마가 지구에 도달하여 단파 무선 통신, GPS 등의 측위 시스템, 위성 통신 등에 장애가 발생할 수 있다고 경고했다.[108]

참조

[1] 뉴스 Northern Lights Set to Return During Extreme Solar Storm's 2nd Night – Electrical utilities said they weathered earlier conditions as persistent geomagnetic storms were expected to cause another light show in evening skies. https://www.nytimes.[...] The New York Times 2024-05-12
[2] 웹사이트 Auroras expected all weekend across the U.S. as massive solar storm hits Earth https://www.earth.co[...] 2024-05-11
[3] 뉴스 Sunspot region 3664, major flares and CMEs! https://www.spacewea[...] SpaceWeatherLive 2024-05-11
[4] 웹사이트 Sunspot region AR13664 https://www.spacewea[...] 2024-05-11
[5] 뉴스 CME impact imminent, Two more earth-directed CMEs https://www.spacewea[...] SpaceWeatherLive 2024-05-11
[6] 웹사이트 Yet Another X-class Flare! https://www.swpc.noa[...] National Oceanic and Atmospheric Administration 2024-05-11
[7] 웹사이트 Solar Photons archive, 10 May 2024 https://www.spacewea[...] 2024-05-11
[8] 웹사이트 Region 3664 not done yet! Produces X8.7 flare...largest of the solar cycle! https://www.swpc.noa[...] US National Oceanic and Atmospheric Administration 2024-05-15
[9] 뉴스 Strongest geomagnetic storm since 2003, X5.8 solar flare https://www.spacewea[...] SpaceWeatherLive 2024-05-11
[10] 웹사이트 Viewing archive of Saturday, 11 May 2024 Solar wind (Speed, Density), Interplanetary Magnetic Field (IMF) (Bt, Bz) https://www.spacewea[...] 2024-05-13
[11] 뉴스 SWPC Issues Its First G4 Watch Since 2005 https://www.swpc.noa[...] Space Weather Prediction Center 2024-05-11
[12] 간행물 A Deep Learning Approach to Dst Index Prediction 2022-05-05
[13] 웹사이트 Let's compare! Halloween 2003 VS May 2024 Solar Storms! https://www.spacewea[...] 2024-05-18
[14] 웹사이트 Top 50 geomagnetic storms of 2003 https://www.spacewea[...] 2024-05-18
[15] 논문 A 21st Century View of the March 1989 Magnetic Storm 2019-10-10
[16] 웹사이트 Near Miss: The Solar Superstorm of July 2012 https://science.nasa[...] 2024-05-11
[17] 웹사이트 Real-time Dst Index https://wdc.kugi.kyo[...] 2024-05-11
[18] 웹사이트 Top 50 geomagnetic storms https://www.spacewea[...] 2024-05-21
[19] 논문 Astronomical fire: Richard Carrington and the solar flare of 1859
[20] 웹사이트 The colours of the northern lights https://www.asc-csa.[...] 2024-05-18
[21] 뉴스 Solar Storm Intensifies, Filling Skies With Northern Lights https://www.nytimes.[...] The New York Times 2024-05-11
[22] 웹사이트 Live updates: The latest on the massive solar storm https://www.cnn.com/[...] 2024-05-11
[23] 뉴스 'Unbelievable!': Northern Lights seen in South Florida from 'severe' solar storm https://www.nbcmiami[...] NBC 6 South Florida 2024-05-11
[24] 웹사이트 Auroras boreales por primera vez en Yucatán https://tribunacampe[...] 2024-05-12
[25] 웹사이트 Northern Lights Likely To Illuminate Night Sky Again Amid "Extreme" Solar Storm https://www.ndtv.com[...] 2024-05-13
[26] 웹사이트 Stunning red sky over China wins fans online https://www.chinadai[...] 2024-05-19
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[34] 웹사이트 Due to the solar storm, and in a historical precedent, the northern lights were seen from Algeria and areas on the equator https://www.arabiawe[...] 2024-05-15
[35] 웹사이트 Canary Islands witness the spectacle of the Northern Lights https://www.canarian[...] 2024-05-13
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