코로나(라틴어: corona)는 천문학에서 태양 또는 다른 항성(별)의 최상층부를 이루는 빛나는 플라스마 대기를 가리키는 용어이다. 이 명칭은 라틴어로 '왕관'을 뜻하는 corona에서 유래하였으며, 개기일식 때 태양 주변에 하얗게 퍼진 왕관 모양으로 관측되는 데서 붙여졌다.
위치와 구조. 코로나는 태양 대기의 가장 바깥쪽 층으로, 채층(chromosphere) 위에 존재하며 우주 공간으로 수백만 킬로미터까지 뻗어 있다. 태양 대기는 아래로부터 광구(photosphere), 채층, 코로나의 순서로 구성된다. 코로나는 태양 표면 전체에 고르게 분포하지 않으며, 태양 활동이 적은 시기에는 적도 영역에 한정되고 극 지방에는 '코로나 홀(coronal hole)'이 나타난다. 활동기가 되면 적도와 극 지방에 고루 분포하며 흑점 영역에서 더욱 두드러진다.
온도와 밀도. 코로나의 가장 주목할 만한 특징은 온도가 태양 표면(광구)보다 훨씬 높다는 점이다. 광구의 평균 온도는 약 5,800 K인 반면, 코로나의 평균 온도는 약 100만 K에서 300만 K에 이르며 일부 영역은 1,000만 K에 달하기도 한다. 그러나 코로나의 밀도는 광구에 비해 약 10⁻¹² 수준으로 극히 낮아, 광구의 약 100만분의 1 정도의 빛만을 방출한다.
관측 방법. 코로나는 광구에 비해 밝기가 매우 약하기 때문에 일반적으로 개기일식 때에만 육안으로 관측할 수 있다. 1809년 스페인의 천문학자 호세 호아킨 데 페레르(José Joaquín de Ferrer)가 '코로나'라는 용어를 처음 사용하였다. 현대에는 코로나그래프(coronagraph)라는 특수 장비를 사용하여 인공적으로 일식을 만들어 관측하거나, X선 및 초자외선 영역에서의 관측, 전파 관측 등을 통해 연구가 이루어지고 있다. 최근에는 인공위성과 기구(氣球)를 이용한 상시 관측도 활발히 진행되고 있다.
코로나 가열 문제(coronal heating problem). 코로나가 태양 표면보다 훨씬 뜨거운 이유는 천체물리학의 주요 미해결 문제 중 하나이다. 열역학 제2법칙에 따르면 더 차가운 광구에서 더 뜨거운 코로나로 직접 열이 전달될 수 없으므로, 비열적 과정이 필요하다. 1949년 에브리 샤츠만(Evry Schatzman)이 제안한 '파동 가열' 이론이 유력하며, 태양 내부에서 발생한 자기음향파(magnetoacoustic wave)와 알페인파(Alfvén wave)가 코로나로 에너지를 전달한다고 설명한다. 또한 태양의 자기장 역시 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
태양풍과의 관계. 코로나의 가스는 끊임없이 바깥으로 흘러나와 태양풍(solar wind)을 형성하며, 지구에는 약 300 km/s의 속도로 도달한다. 코로나에서 지속적으로 가스가 보급되지 않는다면 태양 대기는 약 1개월 만에 소멸할 것으로 추정된다.
항성 코로나. 태양 외의 다른 별들도 코로나를 지니고 있으며, 이는 X선 인공위성을 통해 관측할 수 있다. 특히 젊은 별의 코로나는 태양의 코로나보다 훨씬 밝은 것으로 알려져 있다.
역사적 배경. 1724년 프랑스-이탈리아계 천문학자 자코모 F. 마랄디(Giacomo F. Maraldi)가 일식 중 보이는 아우라가 태양에 속한 것임을 처음 인식하였다. 19세기에는 코로나의 분광학적 특성이 미지의 원소 '코로늄(coronium)'의 존재를 암시하는 것으로 여겨졌으나, 이후 이는 기존 원소들이 극도로 높은 이온화 상태에서 나타내는 스펙트럼임이 밝혀졌다.
