금환일식? 일면통과? 한 큐에 정리!

천체의 움직임은 잘 안 보이지만 볼 수 없는 것은 아니다 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

천체, 1열 종대로 헤쳐모여!

천체들은 우리에게 신비로운 광경을 보여주거나 영향을 미치기도 합니다. 그 중 가장 대표적인 우주쇼가 '일식' 아닐까 싶습니다. 올해 8월 21일 미국에서 개기일식이 일어난다고 합니다. NASA는 위성을 통해 우주에서 개기일식 모습을 촬영할 예정입니다. 일식은 태양-달-지구의 순서로 세 천체가 일직선을 이룰 때 발생합니다. 우리의 시각에서 보면 달이 태양을 가리게 됩니다. 달이 태양 전체를 완벽하게 가리면 개기일식이라고 합니다.

일식처럼 천체들이 특정한 배열을 이루는 등 가시적 변화가 나타날 때가 있습니다. 우리 지구 주위에 발생하는 ‘천체들의 배열’을 조금 더 알아보도록 하겠습니다.

주야 평분시(Equinox)

지구는 기울어진 자전축을 가지고 태양을 공전하기 때문에 북반구와 남반구의 계절이 반대가 되고 낮과 밤의 길이도 반대가 되죠. 계절이 생기는 이유가 이렇게 지구의 자전과 공전이 23.5도 틀어진 채 진행되기 때문입니다.

하지만 지구는 태양 주위를 공전하면서 1년에 두 번, 낮과 밤의 길이가 동일해집니다. 이것을 주야 평분시(Equinox)라고 합니다. Equinox는 라틴어 “똑같은 밤”을 뜻하는 단어에서 왔습니다.

주야 평분시는 절기 상 춘분(spring equinox)과 추분(autumnal equinox)에 나타나는데요. 낮의 길이가 늘어나거나 짧아지기 시작한다는 것을 의미하기도 하죠. 올해 북반구의 춘분은 3월 20일입니다. 6개월 후인 9월 22일에는 추분입니다.

주야 평분시 동안 북반구와 남반구 모두 똑같은 일조량을 받는다 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

지점(Solstice)

지구가 공전을 하다보면 궤도에서 가장 기울어진 부분을 지나게 됩니다. 그렇게 되면 한 반구는 낮이 가장 길어지고 한 반구는 낮이 가장 짧아지죠. 이것을 지점(Solstice)라고 합니다. Solstice는 라틴어 “태양과 서다”라는 단어에서 유래했습니다. 지점도 마찬가지로 1년에 두 번 발생합니다. 우리나라에서는 두 지점을 각각 하지와 동지로 표현합니다. 각각 낮이 가장 긴 날과 밤이 가장 긴날을 의미하죠.

지점 동안 한 반구는 가장 긴 낮, 한 반구는 가장 긴 밤이 찾아온다 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

만월(Full Moon)과 월삭(New Moon)

지구가 태양을 공전하듯 달은 지구를 공전합니다. 매달 지구가 태양과 달 사이에 위치할 때가 있는데요. 이 시기에 태양은 달의 전체 모습을 비춰주고 우리는 만월(Full Moon). 즉, 보름달을 볼 수 있는 것입니다. 만월은 약 4주마다 발생합니다. 좀 더 정확히는 29.5일 정도입니다.

반대로 달이 태양과 지구의 중간에 위치할 때도 있죠. 그렇게 되면 우리는 달을 거의 볼 수 없습니다. 태양의 빛이 달을 반사시켜주는 방향이 지구를 향하지 않기 때문이죠. 이 달의 상태를 월삭(New Moon)이라고 합니다. 사진찍을 때 역광때문에 피사체가 잘 나오지 않던 원리를 생각하시면 이해하기 쉬우실 것 같습니다.

달과 지구의 위치에 따라 우리 눈에 보이는 달 모양의 변화 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

월식(Lunar Eclipse)

때때로 달이 보름달일 때, 지구가 완벽하게 태양과 달 사이에 위치할 때가 있습니다. 그렇게 되면 지구의 그림자가 달을 가려버리죠. 이것이 바로 월식(Lunar Eclipse)입니다. 만월에도 태양과 달 사이에 지구가 위치하긴 하지만 지구의 그림자가 달을 완전히 가려버리는 지점에 위치하는 일이 자주있진 않습니다. 다음 월식은 올해 8월 7일로 아시아, 유럽, 아프리카, 호주 대부분의 지역에서 관측이 가능할 것으로 보입니다.

지구의 그림자가 달 전체를 다 가리면 개기월식이라고 한다 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

일식(Solar Eclipse)

일식(Solar Eclipse)은 달이 지구와 태양 사이에 위치할 때 나타납니다. 일식은 달이 월삭일 때만 나타날 수 있으며 일식이 일어나면 달이 태양을 가려버립니다. 하지만 월식과 마찬가지로 세 천체 사이의 위치 순서만 맞는다고 해서 매달 일어나지는 않습니다. 달이 지구와 태양사이에 위치하더라도 태양보다 약간 높거나 낮은 곳에 위치하기 마련이죠. 이 현상들은 서로가 정확히 일직선을 이뤄야 나타납니다.

달이 태양의 빛을 완전히 막아버리면 개기일식이라고 합니다. 그리고 달이 지구로부터 멀리 떨어지는 순간에 일식이 일어날 수 있습니다. 이 순간에는 달이 태양의 대부분을 가려버리지만 일부를 가리지 못해 태양이 반지모양처럼 보입니다. 바로 금환일식(Annular Eclipse)이 일어난 것이죠. 이 현상은 1~2년에 한 번 꼴로 발생합니다.

하지만 개기일식이나 금환일식은 월식과 다르게 지구 일부 지역에서만 볼 수 있습니다. 월식은 달에 아예 빛이 도달하지 못하기 때문에 발생하는 것이지만, 일식은 태양과 달, 자신의 위치에 따라 각도가 조금씩 바뀌니까요.

앞서 말씀드렸듯이 올해 8월 21일 미국에서 개기일식이 나타날 것으로 예상됩니다. 대략 1시간 30분 정도 유지될 것으로 보입니다. 이번 개기일식은 과학자들에게도 중요한데요. NASA는 2017년에 발생하는 일식과 월식을 위해 11건의 프로젝트에 투자했습니다. 이 프로젝트들을 통해 일식과 월식이 지구에 미치는 영향과 태양의 대기에 대해서 연구할 것이라고 하네요.

달이 태양을 완전히 가려버리면 개기일식이 되며 지구 전체지역에서 보이진 않는다 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

일면통과(Transits)

일면통과(Transit)는 지구에서 보았을 때 내행성이 태양면을 통과하는 것을 말합니다. 즉, 일식에서 ‘달’대신 다른 ‘행성’을 대입하면 될 것 같습니다. 우리는 수성과 금성의 일면통과를 바라볼 수 있습니다.

일면통과는 태양계 밖의 새로운 세상의 발견을 가능하게 해줍니다. 다른 항성계에 있는 행성이 그 항성계의 별 바로 앞을 지날 때, 행성이 별빛의 일부를 막아버립니다. 그러면 별은 조금 어두워지겠죠. 별 빛의 양 변화를 반복해서 관측하면 우리는 낯선 행성의 존재를 추론할 수 있습니다. 이 방법은 수천 개의 행성을 발견하는데 사용되었습니다. 인간이 거주 가능한 환경일 것으로 기대되는 TRAPPIST-1 행성들도 이 방법을 이용해 발견했습니다.

지구에서 관측할 수 있는 태양계의 일면통과는 수성과 금성의 일면통과다 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

참고 : NASA Satellites Ready When Stars and Planets Align (https://www.nasa.gov)

이웃집번역가 다른기사 보기