[데일리포스트=최율리아나 기자] 태양 흑점 수·태양표면 플레어 발생 수·코로나 밝기 등 여러 활동 현상이 일어나는 ‘태양 활동 주기(solar activity cycle)’. 오랜 연구를 통해 태양의 활동 주기가 평균 11년이며, 극대기와 극소기를 반복하고 있다는 사실이 밝혀졌다.
이런 가운데 태양 활동 주기가 지구를 비롯한 태양계 행성에 의해 좌우된다는 사실이 독일 헬름홀츠 로센도르프 센터(Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, HZDR) 연구진에 의해 최초로 규명됐다.
태양과 같은 별의 자기(磁気) 활동 주기가 일정하다는 사실 자체는 이상한 현상은 아니다. 하지만 태양 활동 주기가 왜 8년~13년(평균 11년) 사이로 추이하는가에 대해서는 지금까지 밝혀지지 않았다.
HZDR의 프랭크 스테파니(Frank Stefanie) 연구팀은 이 수수께끼를 해명하기 위해 지난 1000년간 태양 활동을 관측한 결과와 태양계 행성의 위치를 비교했다. 그 결과 행성 위치가 태양 활동 주기에 큰 영향을 미치고 있음을 확인했다.
스테파니 연구원은 "행성의 위치와 태양 활동은 놀라울 정도의 일치를 보인다. 두 현상은 11년이라는 태양 주기에 있어 90개 사이클에 걸친 완벽한 평행을 보여 준다"고 언급했다.
달의 중력으로 인한 기조력이 지구에 조수간만을 일으키는 것처럼, 행성 위치가 만들어낸 기조력이 태양 활동을 결정하는 시계로 작동하고 있다는 설명이다.
연구팀도 처음에는 행성과 태양주기 연관성에 대해 회의적인 입장이었다. 하지만 밀도가 다른 유체가 접촉할 때 유체 운동이 불안정해지는 '레일리-테일러 불안정성(Rayleigh-Taylor instability)'의 컴퓨터 시뮬레이션을 보고, "만약 태양 플라즈마가 작은 기조력의 영향을 받는다면 어떻게 될까?"라는 의문을 품게 됐다.
태양 주기는 태양의 회전과 플라즈마의 복잡한 운동으로 태양 자기장이 주기적으로 변화함으로써 발생하는 현상이다. 태양 플라즈마 활동은 레일리-테일러 불안정성에 의해 작은 힘에도 매우 민감하게 반응하고 있는 것.
연구팀의 모델은 태양에 작용하는 행성의 기조력 변화가 태양 활동 주기와 정확하게 일치하고 있음을 보여주는 흥미로운 결과라고 할 수 있다.
태양계 행성의 기조력이 태양에 가장 큰 영향을 미치는 것은 금성·지구·목성이 일직선으로 놓이는 때다. 이 현상은 11.07년 주기로 발생하고 있어 태양 활동 주기인 11년과 일치한다.
또 행성의 기조력은 태양주기뿐만 아니라 17세기~18세기에 걸쳐 태양 흑점수가 현저히 감소한 기간을 일컫는 ‘마운더 극소기(Maunder minimum)’와 같은 태양 활동의 큰 변화에도 영향을 미쳤을 가능성이 있다.
연구팀은 “이번 연구 성과가 장기적 관점에서 우주환경·날씨를 보다 효과적으로 정량화하는 한편 지구 일기예보 개선으로 이어질 수 있기를 바란다”고 언급했다.