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[[파일:Voyager 1 entering heliosheath region.jpg|섬네일|350px|태양풍내의 [[플라즈마]]가 [[태양권계면]]과 충돌하는 모습]]

'''태양풍'''(太陽風, solar wind)은 [[태양]]의 [[천체 대기|상부 대기층]]에서 방출된 전하 [[아원자입자|입자]], 즉 [[플라스마]]의 흐름을 가리킨다. [[태양]] 외의 항성에 대해서는 이러한 입자의 흐름을 일반적으로 [[항성풍]]이라고 부른다.

태양풍은 높은 열 에너지로 인해 태양의 중력을 빠져나올 수 있는 대략 100 [[전자볼트|eV]] 정도의 고에너지 [[전자]]와 1 [[전자볼트|keV]] 정도의 [[양성자]]로 구성되어 있다. 이런 빠른 속력을 가지고 있기 때문에 태양풍이 지구 등 행성의 자기권과 부딪힐 때 [[뱃머리 충격파]]가 발생하며, 태양풍과 자기권 사이의 상호작용에 의해 [[지구]]의 [[전력송신]]에 문제를 일으킬 수 있는 [[지자기폭풍]]이나 극지방의 하늘을 장식하는 [[오로라]] 등이 발생하기도 한다. 또한 [[혜성]]의 꼬리가 태양에서 먼 쪽으로 형성되는 이유 등도 태양풍의 작용으로 설명될 수 있다.

== 역사 ==
[[1916년]], [[노르웨이]]의 [[크리스티안 비르켈란]](Kristian Birkeland)은 "[[물리학]]의 관점에서, 태양광은 음전하 혹은 양전하 어느 한 쪽으로 완전히 치우친 것이 아니라, 양 쪽을 모두 가지고 있는 것으로 보인다"라고 언급함으로써, 태양풍이 음전하를 띤 [[전자]]와 양전하를 띤 [[이온]]으로 구성되어있을 것을 예측했다<ref>크리스티안 비르켈란, "Are the Solar Corpuscular Rays that penetrate the Earth's Atmosphere Negative or Positive Rays?" in ''Videnskapsselskapets Skrifter'', I Mat -- Naturv. Klasse No.1, Christiania, 1916.</ref>.

3년 뒤 [[1919년]], [[프레데릭 린데만]](Frederick Lindemann) 역시 전자 및 [[양성자]]의 두 극을 가진 입자가 태양으로부터 오고 있음을 시사했다<ref>''Philosophical Magazine'', Series 6, Vol. 38, No. 228, December, 1919, 674 (on the Solar Wind)</ref>.

[[1930년대]], 과학자들은 태양 [[코로나 (천문학)|코로나]]의 온도가 수백만 도일 것으로 추정했다. 일부 [[분광학]] 연구는 이를 뒷받침해 주었다. [[1950년대]] 중반, [[영국]]의 [[수학자]] [[시드니 채프먼]](Sydney Chapman)은 초고온의 코로나 가스 특성을 계산했고, 그러한 가스는 엄청난 열전도체이며 지구 궤도를 넘어 우주로 뻗어나가는 것을 밝혀내었다. 또한 1950년대, [[독일]] [[과학자]] [[루트비히 비에르만]](Ludwig Biermann)은 [[혜성]]이 어디를 향하고 있더라도, 그 꼬리는 항상 [[태양]]으로부터 멀어지는 현상에 관심을 가졌다. 비에르만은 태양이 연속적인 입자 흐름을 내뿜어서 혜성의 꼬리를 늘어뜨린다는 가설을 세웠다.

[[유진 파커]](Eugene Parker)는 채프먼의 모델에서의 [[태양]]으로부터의 열 흐름과 비에르만의 가설에서의 태양으로부터 멀어지는 혜성의 꼬리가 같은 현상으로부터 도출된다는 것을 밝혀내었다. 파커는 태양의 [[코로나 (천문학)|코로나]]가 태양 [[중력]]에 강하게 끌려가지만, 먼 거리에서도 여전히 매우 뜨거울 정도로 뛰어난 열전도체임을 설명하였다. 태양으로부터의 거리가 멀어지면서 중력이 약해지면, 코로나 바깥쪽 [[대기]]가 [[성간공간]]으로 방출된다는 것이다. 태양풍의 원인을 설명하는 파커의 가설에 대한 반론이 거셌다. 그가 [[Astrophysical Journal]]에 [[1958년]] 투고한 논문은 두 명에게 거부당했다. 다행히도 편집장으로 있었던 [[수브라마니안 찬드라세카르]]([[1983년]] [[노벨 물리학상]] 수상자)가 그의 논문을 실어주었다.

[[1959년]] 1월, [[소비에트 연방]]의 [[인공위성]]인 [[루나 1호]]가 역사상 처음으로 태양풍을 직접 관측 및 측정하였다. 하지만, 파커의 이론은 고속 태양풍의 가속을 충분히 설명하지 못하였다. [[1990년대]] 후반, [[소호 태양 관측 위성]]의 "자외선 코로나그래프 및 분광계"가 [[태양]]의 극으로부터 발산되는 고속 태양풍의 가속 영역을 관측하였고, [[열역학]]적 팽창만으로 설명되기에는 훨씬 빠르게 가속된다는 것을 발견하였다. 파커의 모델은 태양풍이 [[광구]]로부터 태양 반경의 약 4배 정도의 높이에서 [[초음속]] 흐름으로 변한다고 예측하였다. 하지만, 그러한 변화는 훨씬 낮은 높이, 아마도 태양 반경 정도의 높이에서 일어나는 것으로 보이며 이는 태양으로부터 고속 태양풍을 가속하는 추가적인 이유일 가능성이 있다.

== 특성 ==
[[태양계]]에서, 태양풍의 구성은 [[태양]] [[코로나 (천문학)|코로나]]의 구성과 동일하다. 즉 73%의 이온화 [[수소]]와 25%의 이온화 [[헬륨]], 일부 불순물이 그것이다. 이러한 구성은 [[플라스마]] 형태로 존재하며, 플라스마는 95%의 이온화 수소와 4%의 이온화 헬륨, 0.5% 이하의 소수 이온으로 구성된다. 정확한 구성은 편차가 크기 때문에 측정하기 힘들다. 태양풍의 시료를 채취하여 귀환하는 임무를 지닌 [[제네시스 (우주선)|제네시스]]가 [[2004년]] [[지구]]로 귀환했으며, 현재 분석중이다. 하지만, [[대기|지구 대기]]에 재돌입할 때 [[낙하산]]이 고장난 관계로 불시착하며 피해를 입은 이유로, 태양 표본이 오염되었을 가능성도 있다.

동적인 [[기체]]로 이루어진 [[태양]]에서는 [[적도]]의 자전 주기는 25일, [[극]]의 자전 주기는 35일이다. 따라서 [[자전]]과 함께 자기장 고리는 늘어나고 왜곡이 일어나게 된다. [[양성자]]와 [[전자]]로 구성된 초고온의 [[플라즈마]]가 수십억 톤씩 흐르는 이 고리가 때로는 태양 폭풍이 발생할 것이라는 전조가 된다.

지구 근처에서 태양풍의 속도는 200 - 889 km/s로 편차가 크고, 평균 속도는 450 km/s이다. 태양은 매 초 1×10<sup>9</sup> [[킬로그램]](1 [[테라 (SI 접두어)|테라]][[그램]])의 매질을 태양풍을 이용해 분출하는데[http://www.journals.uchicago.edu/ApJ/journal/issues/ApJ/v574n1/55336/55336.html]{{깨진 링크|url=http://www.journals.uchicago.edu/ApJ/journal/issues/ApJ/v574n1/55336/55336.html }}, 이는 [[핵융합]]에 의해 에너지로 변환되는 질량인 4.5×10<sup>9</sup> 킬로그램(4.5 테라그램)의 1/5 정도이다. 태양은 앞으로도 1×10<sup>13</sup> [[년]]동안 이러한 방출을 지속할 것이다. 하지만, 현재의 [[별형성]]에 대한 설명은 태양풍은 먼 과거에는 현재보다 1,000배는 더 무거웠으며, 이는 행성 대기, 특히 [[금성]] 대기에 큰 영향을 미쳤을 것이라고 한다.

태양풍은 [[플라스마]]이므로, 일반 [[기체|가스]]의 특성보다는 [[자기유체역학|플라스마의 특성]]을 지닌다. 예를 들어, 태양풍은 [[전도체]]이며, 태양으로부터의 [[자기장|자력선]]을 가지고 온다. 태양풍의 [[압력]]은 대부분의 [[태양계]] 즉 [[태양권]]에서 [[자기압]]을 압도한다. 이러한 바깥쪽으로의 압력은 태양의 회전과 더불어 자기장이 [[아르키메데스 나선]] 형태([[파커 나선]])를 형성하도록 한다. 태양계의 북반구인지 남반구인지와 태양의 주기에 따라, 자기장 나선이 안쪽을 향하거나 바깥쪽을 향한다. 즉 자기장은 북반구와 남반구에서 동일한 나선 모양을 가지지만, 반대의 자기 방향을 띤다. 이 두 자기영역은 두 개의 [[태양권전류편|전류판]]에 의해 나뉜다. 태양은 매 11년마다 자기장이 반대로 변하며 이에 따라 [[태양권 전류편]]의 모양이 바뀐다.

[[성간매질]]내의 [[플라스마]]는 [[지구]]궤도에서의 [[태양]] [[자기장]]이 100 배나 세어지게 하는 원인이다. 만약 우주가 진공이라면, 태양의 10<sup>-4</sup> [[테슬라]] 자기장은 지구 궤도에서는 10<sup>-11</sup> 테슬라 정도일 것이다. 하지만, [[인공 위성|위성]] 관측에 따르면, 이러한 예상보다 100배는 더 센 10<sup>-9</sup> 정도이다. [[자기유체역학]] 이론은 자기장 내부의 전도 유체(예, [[행성간매질]])가 전류를 형성하고, 이 전류는 다시 자기장을 형성하며, 이러한 면에서 [[자기유체역학 발전기]]와 유사하다.

=== 고속 및 저속 태양풍 ===
[[황도]]면 바깥에서 태양풍은 600-800 km/s의 속도로 일정하며 빠르게 흐른다. 이는 [[고속 태양풍]]이라고 불리며, [[태양]] [[코로나구멍]]에서 발생하는 것으로 알려져 있다. 황도면에서는, 즉 태양전류판 근처에서는 태양풍은 느려지며, 밀도가 높아지고, 더욱 변동이 심하다. 속도는 200-600 km/s이며, 매일 심하게 변한다. 이는 [[저속 태양풍]]이라고 하며, 태양의 어디에서 발생하는지는 잘 알려져 있지 않다.

=== 태양풍 변화와 우주기상 ===
태양풍은 지구 [[자기권]]의 모양을 결정지으며, 자기장의 속도, 밀도, 방향, 자기장의 변동은 지구 주변의 우주 환경에 영향을 미친다. 예로, [[전리복사]] 및 전파 간섭의 수준은 100배 혹은 1000배 단위로도 변할 수 있다. [[지구권]]의 모양 및 위치는 지구 직경의 몇 배 단위로 변하며, [[지구동주기궤도]]의 위성을 직접 태양풍에 노출시킨다.

고속 및 저속 태양풍 모두는 [[코로나질량방출|행성간 코로나질량방출]](ICME)이라는 크고, 빠른 플라스마의 폭발에 의해 영향을 받는다. ICME는 태양 [[코로나질량방출]](CME)의 행성간 버전이며, 태양의 자기장 분출에 의해 유발된다. ICME는 언론에서 종종 "태양폭풍" 혹은 "우주폭풍"등으로 언급된다. ICME는 때로 태양으로부터의 또 다른 자기장 분출인 [[태양플레어]]에 의해 영향을 받는다. ICME는 [[태양권]]의 얇은 [[플라스마]] 내부에서 [[충격파]]를 유발하며, 또한 전자자기파를 야기하여 입자(대부분이 [[양성자]]와 [[전자]])를 가속한다. 이러한 입자 가속은 ICME에 앞서는 [[전리복사]]를 형성한다.

ICME가 지구의 [[자기권]]에 충돌할때, 순간적으로 [[지구]]의 [[자기장]]이 흐뜨러지고, [[나침반]] 바늘의 방향이 바뀌며, 또한 [[접지전류]]를 유도한다. 이는 [[지자기폭풍]]으로 불리며, 전 지구적인 현상이다. ICME는 지구의 [[자기권 꼬리]](지구반대편의 자기권)에서 [[자기 재결합]]을 발생시키기도 하는데, 이 결과로 양성자와 전자가 지구 [[대기]] 아래쪽으로 쏟아지며 [[오로라]]를 형성한다.

ICME만이 우주기상의 원인인 것은 아니다. 태양의 다른 현상 역시 태양풍의 속도 및 밀도를 변화시킨다고 알려져 있다. 이러한 서로 다른 태양풍의 흐름은 다른 각도로 나선을 형성한다. 즉 빠른 흐름은 나선이 보다 직선적으로 나가도록 하며, 느린 흐름은 나선이 태양 주변을 더 감도록 한다. 빠른 흐름은 자신보다 태양의 왼쪽에서 생겨난 느린 흐름을 따라잡으며, 격한 동시 회전을 일으켜 파와 입자에 영향을 준다. 이는 ICME와 마찬자기로 지구의 자기권에 영향을 미치지만, 보다 완만한 경향을 보인다.

=== 외부 경계 ===
태양풍은 [[성간매질]](은하에 희박하게 퍼져있는 [[수소]] 및 [[헬륨]] 가스)에서 이른바 "거품"을 형성한다. 태양풍의 힘이 더 이상 성간매질을 밀쳐내지 못하는 경계면은 [[태양권계면]]이라고 하며, [[태양계]]의 외부 "경계"로 인식된다. 태양권계면까지의 거리는 구체적으로 알려져 있지는 않은데, 현재의 태양풍의 속도 및 성간매질의 부분적인 밀도에 따라서 크게 변하는 것으로 인식된다. 하지만 [[명왕성]] 궤도의 저 먼 바깥에 있는 것으로 생각된다.

== 같이 보기 ==
{{위키공용분류}}
* [[자기권계면]]
* [[자기권]]
* [[충격파]]
* [[뱃머리 충격파]]
* [[이온층]]
* [[파커 나선]]
* [[태양 항해]]

== 참고 문헌 ==
<references/>

{{태양}}
{{자기권}}
{{전거 통제}}

[[분류:태양]]
[[분류:공간 플라스마]]
[[분류:지구물리학]]
[[분류:자기권]]