김경찬 박사 포함 국제 연구진 지구 방사선 벨트 생성 원리 밝혀

인공위성 등 우주 탐사체 등에 위협이 되는 지구 주변 방사선 띠인 ‘반 알렌 벨트’가 생성되는 새로운 원리가 발견됐다.

한국천문연구원 김경찬(사진) 박사가 포함된 국제 공동 연구진은 지난해 9월 새로 발견된 ‘반 알렌 벨트’의 생성 메커니즘을 규명한 논문을 과학 학술지 네이처 최신호에 발표했다고 24일 밝혔다.

반 알렌 벨트는 지구로부터 약 1만2800㎞(지구 반지름 6378㎞의 약 2배) 상공에 존재하는 내부 방사선 벨트, 지구 반지름의 3∼7배 거리에 있는 외부 방사선 벨트로 나뉜다.

최근까지 반 알렌 벨트는 두 개의 띠가 존재하는 것으로 알려졌으나 지난해 8월 발사된 ‘반 알렌 프로브스(VAP)’ 위성이 같은 해 9월 내·외부 방사선 벨트 사이에 벨트가 하나 더 존재하고 있음을 새로 밝혀냈다. 연구진은 세 번째 반 알렌 벨트가 지난해 9월 1일 발생한 강력한 태양폭발로 인한 지구 자기장 교란의 영향을 받아 생성됐으며 약 4주간 지속된 점에 주목했다. 그리고 태양폭발 때 발생한 강력한 에너지 입자(전자)가 지구 자기권을 뚫고 들어와 지구 주변에 갇히면서 방사선 띠를 형성했다가 사라진 사실을 밝혀냈다.

대개 지구 상공 3만6000㎞에 쏘아올려지는 정지궤도 위성(통신·위성·방송용)은 반 알렌 벨트의 끝 부분에서 지구 주위를 돌게 된다. 때문에 고농도 우주 방사선이 위성의 전자 장비에 오작동을 일으키거나 망가뜨릴 수 있다. 방사선 입자들이 지구 대기로 떨어질 경우 오존층의 30%를 감소시킬 수 있다는 연구 보고도 있다. 오존층 파괴는 지구 환경에 큰 영향을 미친다. 김 박사는 “올해는 태양 활동의 극대기로, 태양폭발 등으로 인한 지구 자기장 변화가 왕성한 때”라면서 “이번 연구가 위성의 안정적 운용과 지구 환경 변화 연구 등에 기여할 것”이라고 말했다.

민태원 기자 twmin@kmib.co.kr