오로라는 어떤 원리로 생기나요?

Question

러시아 북극지역이 오로라보러 많이들 관광하러 간다고 하더라구요

사진으로 보면 엄청난 규모를 보이던데 어떤 원리로 생기는건지 궁금하네요

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

오로라는 태양에서 방출되는 플라즈마 입자가 지구의 자기장과 마찰하여 빛을 내는 광전 현상입니다.

이런 플라즈마 입자는 주로 태양에서 방출된 것이 대부분인데, 태양풍을 따라 지구로 불어와 지구 자기장에 이끌려 극지방의 대기로 진입하는 것입니다.

오로라는 지상에서 90 ~250km 상공에서 대기의 입자와 반응하며 거대한 커튼처럼 펼쳐지는 모양을 하며 나타납니다.

Answer 2

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

태양폭풍이 일어나면 태양은 시속 160만km의 속도로 100만K에 달하는 고온의 입자들을 방출한다. 지구의 자기장은 이 광폭한 태양풍을 맞아 태양과 면한 쪽은 압축되고, 반대쪽으로는 긴 꼬리를 만들어낸다. 태양이 방출한 입자 대부분은 지구 방어막을 뚫지 못하고 우주 저편으로 넘어가지만, 일부는 지구 자기장의 꼬리 부분에 저장돼 있다가 자기 폭풍(substorm)을 일으키며 지구로 되돌아온다. 이때 지구 대기와 충돌하며 일어나는 현상이 바로 오로라다.

태양에서 날아온 입자는 지구 대기의 산소나 질소와 충돌한다. 이때 충돌하는 기체에 따라 오로라의 색이 다채롭게 펼쳐진다. 산소와 질소는 충돌로 얻은 에너지를 천천히 전자기파 형태로 방출한다. 산소는 0.74초라는 짧은 시간 동안 녹색의 빛을 방출하는데, 대략 상공 90~150km에서 벌어진다. 들뜬 상태의 산소가 바닥으로 떨어질 때가 돼야 붉은빛이 나오는데, 이는 더 오랜 시간인 110초의 시간이 걸리고 150~300km의 높은 고도에서 발생한다. 오로라 하단에서 때로 보이는 검붉은 빛은 질소가 만드는 색이다.