오로라 현상이 나타나는 원리는 무엇인가요?

Question

주로 추운지역에서 나타나는 거 같은데, 오로라 현상이 나타나게 되는 원리, 이유가 무엇인지 궁금합니다.

또한 우리나라에서는 나타나지 않는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

오로라 현상은 태양에서 방출된 고에너지 입자가 지구의 자기장에 의해 끌려들어와 대기층과 충돌하면서 발생하는 현상입니다. 태양에서 방출된 고에너지 입자는 주로 전자로, 지구의 자기장에 의해 끌려들어와 대기층의 원자와 충돌하게 됩니다. 이 충돌로 인해 원자가 들뜬 상태가 되고, 다시 원래 상태로 돌아오면서 빛을 방출하게 됩니다.

우리나라에서는 오로라가 나타나지 않는 이유는, 우리나라가 지구의 자기권역에서 약간 떨어진 곳에 위치하고 있기 때문입니다. 우리나라는 자기권역의 남쪽에 위치하고 있기 때문에, 태양풍이 지구 대기 상층부에 유입되는 양이 적습니다. 그래서 우리나라에서는 오로라가 나타날 가능성이 매우 낮습니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

오로라는 태양에서 방출되는 플라즈마 입자가 지구의 자기장에 이끌려 대기와 마찰하여 빛을 내는 광전 현상입니다.

이런 플라즈마 입자는 주로 태양에서 방출된 것이 대부분인데, 태양풍을 따라 지구로 불어와 지구 자기장에 이끌려 극지방의 대기로 진입하는 것이며, 우리나라는 자기장의 영양권과는 먼 곳에 위치하여 플라즈마 입자가 우리나라 상공으로 이끌려오지 않기 때문에 발생하기 어려운 것입니다.

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

Answer 3

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

태양이 방출한 입자 대부분은 지구 방어막을 뚫지 못하고 우주 저편으로 넘어가지만, 일부는 지구 자기장의 꼬리 부분에 저장돼 있다가 자기 폭풍(substorm)을 일으키며 지구로 되돌아옵니다.

이때 지구 대기와 충돌하며 일어나는 현상이 바로오로라라입니다.

태양에서 날아온 입자는 지구 대기의 산소나 질소와 충돌한다. 이때 충돌하는 기체에 따라 오로라의 색이 다채롭펼쳐진다고 하네요

산소와 질소는 충돌로 얻은 에너지를 천천히 전자기파 형태로 방출합니다. 산소는 0.74초라는 짧은 시간 동안 녹색의 빛을 방출하는데, 대략 상공 90~150km에서 벌어진다고 합니다.

감사합니다.