최근 20년 새 ‘가장 강한 태양’ 온다…위성·통신망 비상

태양활동 정점 예상 이미 넘어…내년 초 흑점 개수 184개 전망
사전 관측·예보로 피해 막아야…국내외 기관과 예측 기술 공유

11년 주기로 찾아오는 태양활동 극대기가 내년부터 본격적으로 시작된다. 학계에서는 이번 극대기가 최근 20년 사이 가장 강력할 것으로 보고 있다. 지구의 위성, 통신 장애 등을 유발할 수 있는 태양 플레어 등이 더 강해질 전망이다.

이처럼 태양이 뿜어내는 에너지를 인간이 물리적으로 막는 것은 불가능한 만큼 우리 정부, 학계도 태양 활동을 더 정확하게 예측함으로써 피해 최소화에 나서기로 했다.

22일 과학기술정보통신부 등에 따르면 오는 2024~2027년은 태양활동 극대기가 될 전망이다. 지난 2012년께 태양활동이 가장 강해졌던 이후 약 11년 만이다. 태양활동은 지난 2019~2020년 극소기를 맞이했다가 다시금 점점 강해지고 있다.

일반적으로 태양은 11년 주기로 흑점의 수가 증가하고 감소하는데 태양 흑점이 많은 시기를 태양활동 극대기라고 지칭한다. 흑점은 주변 영역보다 온도가 낮아 강한 자기 활동을 보인다. 이로 인해 흑점이 많아지는 극대기에는 태양플레어, 코로나 질량 방출(CME) 등이 강해져 지구 대기권에까지 영향을 미치게 된다.

이 경우, 장거리 무선 통신을 방해하고 지구 자기권을 교란시키는 문제가 발생하고, 지자기 폭풍으로 인해 인공위성이나 송전시설까지 피해를 입을 수 있다. 지자기 폭풍으로 인한 송전시설 손상은 광범위하고 장기적인 정전까지 초래할 가능성이 크다. 이에 더해 태양 폭발로 발생한 고에너지 입자 때문에 우주비행사들이나 극지방 항로를 비행 중인 항공기 탑승자들은 방사능에 노출될 가능성도 있다.

태양활동을 비롯한 우주전파환경을 감시하는 국립전파연구원 우주전파센터는 올해 들어 우주전파환경 경보가 급증했다고 밝혔다. 2020년 13번에 그쳤던 경보 상황은 2021년 61회, 2022년 275회로 늘었고, 올해에는 8월까지 벌써 372회의 경보가 발령됐다. 아직 올해가 4개월 가량 남은 만큼 경보 발령 횟수는 더 늘어날 수 있다. 이전 태양활동 극대기였던 2012년의 경보 발령 횟수는 299회였다.

◆태양활동 예상보다 더 빠르고 더 강해져…내년 초 정점 달할 듯

이처럼 우주전파환경 경보가 일반적인 수준보다 잦아진 것은 이번에 찾아오는 태양활동 극대기가 특별히 더 강하기 때문으로 보인다. 학계에서는 태양활동이 이미 예측치를 넘어 최근 20년 동안 볼 수 없었던 수준에 도달했다고 밝혔다.

국제학술지 사이언스(Science)에 따르면 미 항공우주국(NASA), 미국해양대기청(NOAA), 국제우주환경청(ISES)은 태양활동 극소기였던 지난 2019년 다음 극대기 예측을 위해 회의를 진행한 바 있다. 당시 이들 기관은 60여개의 예측 모델을 분석해 다음 태양 흑점의 최대 개수 및 도달 시기를 추정했다.

기존 추정치는 2025년 7월 태양 흑점 개수가 약 115개로 정점에 달할 것이라는 분석이다. 종전의 극대기와 같이 상대적으로 약한 주기가 될 것으로 예상됐다.

하지만 이같은 예상은 완전히 빗나갔다. 태양활동은 더 빠르고 강력하게 시작했다. 태양 흑점은 이미 올해 7월 159개, 8월 115개에 달했다. 우주전파센터에 따르면 이번 달에도 태양의 상대흑점수는 88~173개 수준이다. 이번 태양활동 극대기의 정점은 흑점 개수가 약 184개에 달하는 내년 초로 예상된다.
이처럼 태양활동 강도 예상이 빗나간 것은 관측 장비의 양과 질이 모두 부족하기 때문으로 보인다. 태양활동 분석을 위해 필요한 태양 자기장을 관측하는 시설은 전 세계적으로 극소수인 것으로 알려졌다.

가장 대표적인 미국 캘리포니아의 윌콕스 태양 관측소의 경우에도 망원경의 분해능(해상도)이 낮고, 시야도 제한적이라는 평을 받고 있다. 나사가 보다 정확한 관측을 위해 파이어플라이, 솔라리스 등 탐사선을 태양 인근으로 보내는 방안도 추진 중이지만 아직 개발 단계에 그친다.

이외에도 학계에서는 자기장 관측을 위한 새로운 방법을 모색해야 한다는 의견도 나온다. 최근 20여년 동안 태양의 극자외선 이미지에서 수백만개의 ‘밝은 점’이 발견됐는데, 이것이 태양 표면 아래에서 이동하는 자기장의 흔적일 수 있다는 주장이다. 이 밝은 점의 경로를 분석하면 태양 주기를 더 정확하게 알 수 있을 것으로 기대되고 있다.

◆“태양활동 피해 막는 가장 확실한 방법은 예보…국내외 기관과 신기술 공유해나간다”

이처럼 태양 주기 예측이 크게 빗나가고, 더 강력한 태양활동이 예상되면서 피해 예방 필요성이 더 커지고 있다.

태양 에너지가 뿜어져 나오는 것을 인류가 막는 것은 사실상 불가능한 만큼 태양활동 극대기 위성, 통신망 피해를 방지하는 가장 확실한 방법은 마치 일기예보처럼 근시일의 태양활동을 정확하게 예측해 관련 기관에 경보를 전하는 것이다.

우리나라에서도 우주전파센터에서 태양 흑점수, 태양풍, 행성간 자기장 현황 등을 매일 측정하고 관련 데이터를 공개하고 있다. 이같은 관측 결과 우주전파재난이 예상되면 관심-주의-경계-심각 단계의 위기경보를 발령한다. 실제 위성·항공·통신 장애 등 재난이 발생하면 국무총리를 필두로 중앙안전관리위원회, 중앙재난안전대책본부와 국가안보실 등이 대응에 나서게 된다.

국내외 협력체계도 강화한다. 전날 우주전파센터가 개최한 우주환경전파 컨퍼런스에서는 벨기에 왕립천문대 우주기상센터(SIDC), 미국 NOAA, 국제우주연구위원회(COSPAR) 등과 우주전파환경 연구성과를 공유하고 태양활동 극대기에 함께 대비하기로 했다.

나현준 우주전파센터장은 “태양활동 극대기 플레어 등으로 인한 피해를 방지하는 가장 확실한 방법은 태양활동을 사전적으로 예측·예보하는 것”이라며 “이번에 열린 컨퍼런스도 이를 위해 필요한 기술들을 공유하고, 특히 우리나라에 특화된 시스템이나 고도화가 필요한 예측 모델들을 살피는 것에 초점을 뒀다. 그간 우리나라에서 태양활동으로 인한 심각한 피해가 발생한 적은 없지만 보다 정확한 예보를 위한 기술 확보에 더 힘을 쏟을 것”이라고 전했다.

[서울=뉴시스]