오로라 현상의 과학적 원리와 어디서 볼 수 있는지 궁금합니다

Question

세상에서 가장 아름다운 자연현상중에 하나인 '오로라'라는 현상이 있다고 들었습니다.

그런데 우리나라에서도 이 오로라 현상을 혹시 목격할 수 있는 곳이 존재하나요?

그리고 오로라 현상이 어떻게 발생하게 되는 것인지 과학적 원리도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

오로라 현상은 지구의 자기장과 태양빛과의 상호작용으로 발생하는데.. 아쉽게도 주로 극지방 즉, 남극이나 북극에서 발생합니다.

태양은 햇빛과함꼐 작은 입자들을 방출시켜 태양계의 행성들에게로 보내는데요..이를, 태양풍이라고 합니다.

이런, 태양풍에 포함된 입자들은 전기적으로 상호 충돌하여 태양입자라고 하고 높은 에너지를 가지고 있답니다.

이 입자들이 지구로 향하게 되는데...지구는 자기장을 가지고 있는데 극지역에 가까울수록 이 태양입자들과 지구 자기장과 더 강하게

상호 작용을 하게 됩니다.

태양 입자들이 지구의 고도 대기권에 진입하면서 대기권의 원자들과 분자들과 충돌하게 되고..이들이 에너지를 흡수한 후에

그대로 다시 방출을 하면서 빛을 발하게 되는데..이것이 오로라 현상으로 표현되는 것입니다.

또한..오로라의 색상은 녹색, 붉은색, 보라색 등 다양한데요..

산소와 상호 작용을 하면 주로 녹색으로 나오고, 질소와 반응하면 보라색이나 붉은색으로 나오는데..

주로 대기의 가스분자들의 성분과 어떻게 상호 작용하느냐에 따라 색상이 다르게 나온다고 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

오로라가 발생되는 원인은 태양에서 방출되는 플라즈마가 지구의 자기장에 의해서 끌려오게 되고 이때 대기권과 충돌하면서 나타나게 됩니다. 주로 극 지방에서 관측되는 특징이 있으며 자기장이 약한 곳에서도 종종 볼 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

오로라는 우주에서 날아오는 우주선(하전입자)이 대기의 기체와 부딪혀 생겨나는 현상입니다.

하전입자는 전하를 띠는 입자들을 의미합니다. 보통 우주선이라고도 합니다. 우주에서 날아오는 입자인 우주선이 행성으로 들어오는데 이때 전하를 띠고 있으면 행성 자기장에 의해 나선 운동을 합니다. 우주선은 나선 운동을 하며 극지방으로 이동합니다. 그리고 자기장이 강한 고위도에서 나선 운동이 강하게 일어나죠. 나선운동을 하며 대기에 있는 기체와 부딪히며 빛을 발하는데 이를 오로라라고 부르기로 하였죠.

빛이 나는 원리는 기체 분자에 존재하는 전자의 에너지 상태가 외부 우주선과의 충돌로 높은 에너지 상태가 됩니다. 그리고 다시 안정적인 상태로 돌아가려고 낮은 에너지 상태로 돌아가는데 이때 손실 되는 에너지가 빛으로 방출 되어 우리 눈에 들어오게 되는것이죠. 기체의 종류와 에너지의 차이에 따라 다른 파장의 빛을 방출하므로, 오로라의 색이 달라질 수 있습니다.

우리나라에서는 오로라를 볼 수 있는 지역이 없습니다. 보통 고위도에 위치한 나라에서 볼 수 있습니다. 이유는 지구 자기장 때문입니다. 지구의 자기장은 극지방에서 강하고 조밀하며, 적도에서 가장 약하다 볼 수 있습니다. 우주에서 날아오는 하전입자가 자기장에 말려 기체와 부딪히려면 강한 자기장이 필요한데, 우리나라에서는 지구 자기장이 강하지 않고, 조밀하지 않아 이러한 현상이 잘 일어나지 않죠.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

오로라는 태양에서 방출된 플라즈마 입자가 지구의 자기장에 의해 끌려와 대기권 상층부에서 충돌하면서 발생하는 현상입니다. 오로라는 주로 지구의 북극과 남극 근처에서 발생하지만 지구의 자기장이 약한 지역에서는 중위도 지역에서도 볼 수 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

오로라 현상은 지구의 자기장과 태양풍 사이의 상호작용으로 발생하는 자연 현상입니다. 주로 극지방에서 관찰됩니다.

오로라는 태양에서 나오는 태양풍이 지구의 자기장과 상호작용하면서 발생합니다. 태양풍은 태양에서 방출되는 전자와 양성자로 이루어진 입자들의 흐름입니다. 이러한 태양풍이 지구로 향하면, 지구의 자기장과 상호작용하여 입자들을 자기장 주위로 이끌어옵니다.

이렇게 자기장 주위로 이끌어진 입자들은 지구의 대기권으로 진입하면서 고에너지 입자와 대기 분자와 상호작용합니다. 이 상호작용 과정에서 입자들은 에너지를 방출하면서 빛을 발산하게 됩니다. 이 빛이 오로라로서 관찰되는 것입니다.

오로라는 지구의 극지방 주변에서 주로 관찰됩니다. 이는 지구의 자기장이 극지방 주변에서 가장 강력하게 작용하기 때문입니다. 오로라는 주로 북극 지역에서 북극권 오로라 또는 남극 지역에서 남극권 오로라로서 관찰됩니다.

오로라를 관찰하려면 어두운 곳에서 밤하늘을 바라보면서, 가능한 한 지구의 자기장이 강한 극지방 지역으로 이동하는 것이 좋습니다. 또한 태양활동이 활발한 시기인 태양풍이 강한 때에도 오로라 관찰 기회가 높아집니다.