태양 에너지 지구 도착 경로, '초고속 전자'로 밝혔다

태양 에너지가 지구에 도달하는 경로를 역대 가장 정밀하게 추적한 연구 결과가 나왔다.

미국 아이오와대 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 '트레이서'(TRACERS) 위성 데이터를 분석해 태양 에너지가 지구 자기장과 상호작용하는 과정을 규명했다고 11일(현지시간) 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '지구물리학 연구 회보'에 지난 5월 19일 게재됐다.

연구팀은 지구 자기장의 틈 역할을 하는 '커스프'(cusp) 지역에서 전자의 속도와 농도를 정밀하게 측정했다. 이를 통해 수만 킬로미터 상공에서 발생하는 '자기 재연결' 현상부터 수백 킬로미터 상공의 커스프까지 에너지 이동 경로를 구체적으로 파악하는 데 성공했다.

자기 재연결은 태양풍의 막대한 에너지가 지구 자기권으로 들어오는 핵심적인 통로로, 우주날씨를 좌우하는 중요한 현상이다.

연구에서 질량이 거의 없고 에너지가 높은 전자는 '초고속 메신저' 역할을 했다. 자기 재연결 현상이 발생했다는 첫 소식을 지구 상층 대기인 전리층으로 전달해, 곧이어 닥칠 에너지와 물질의 파동을 예고하는 셈이다.

연구를 이끈 재스퍼 할레카스 아이오와대 교수는 "전자의 움직임을 통해 자기 재연결 현상이 시간과 공간에 따라 어떻게 변하는지 처음으로 보여줬다"며 "태양과 지구의 에너지 결합 효율을 이해하는 데 도움이 될 것"이라고 설명했다.

이번 연구는 2025년 7월 발사된 NASA의 트레이서 임무를 통해 수행됐다. 약 1억7000만달러(약 2448억원)가 투입된 이 임무는 쌍둥이 위성을 이용해 지구 저궤도를 돌며 태양과 지구의 상호작용을 관측한다.