한담객설 2015년 8월 16일
<목 차>
I. 청천낙성
우리 존재의 위치 찾기 (1)
(1) Location, Location, Location
(2) 은하지도 선구자들
1.
Herschel – 점찍기 스케치 창시자
2. Shapley – 어떤 방법으로 거리를 쟀을까 ?
(3) 본래광도와 안시밝기 – Watt 와 Flux
(4) Pogson 방정식 – 개발당시엔 지구주변 골목대장
(5) 본래광도, 안시밝기와 거리의 관계
(6) 본래광도와 안시밝기로 태양까지 거리 계산해보기
(7) 온도로 거리재기 – Stefan-Boltzmann 법칙
(8) 인류최초로 거리를 알게 된 별 – 61 Cygni
1. 작고 붉은 이중성 –
Red Dwarf Binary Star
2. 피아지의 날아다니는 별 – Piazzi’s Flying Star
3. 서로 다른 원인의 변광성 – BY Dra, Flare Variable Star
(9) 연주시차 거리계산 공식에 감춰진 진실
(10)
Standard Candle – 시대를 창조하는 불빛
II. 담천잡담
다른 문화 다른 별자리
(4)
– 미국중부 원주민의 백조와 Pegasus 사각형
(1) Sumer 에선 돼지였던 백조
Zeus
(2) Lakota 부족 활동무대
(3) 그럴듯한 별자리 모양들
(4) 생사의 철학과 지혜가 엿보이는 별자리
III. 월하산책
잃어버린 별자리를 찾아서 (19) – 티그리스강 자리 Tigris
(1) 굴곡많은 강생 (江生), 역사의
향기
(2) 작은여우가 다 마셔버린 강물
(3) 구약성서의 힛데겔
(Hiddekel) 과 Tigris
(4) 탄생의 강, 생명의
강
(5) Bartsch 성도로
생각해보는 천동설
1. 태양이 지구에서 네번째 궤도인 이유
2. 교황 요한 바오로 2세의
언급
<본 문>
I. 청천낙성 – 1 부
우리 존재의 위치 찾기 (1)
(1) Location, Location, Location
일상에서 가끔 들을 수 있는 속어로 “주제파악” 이란 단어가 있습니다. 예를 들어 유부남이 총각행세를 한다거나,
소득이 그리 많지 않은데도 사치스런 보석으로 치장하고 다닐 때, 주제파악이 안되었다고 말합니다. 이런 경우는 어떤 사람이 그의 “사회적 위치” 에 맞게끔 행동하고 있지 못할 때일 겁니다.
“나이는 숫자에 불과해” 라는 자조 (自嘲) 섞인 푸념은, 그 사람이 서 있는 “시간적
위치” 를 벗어나고자 하는 몸부림 입니다. “그 사람은 이미
내 마음에 자리 잡았어” 에서의 자리는 “심리적 위치” 입니다.
반면에 “부동산은 무조건 로케이션이야” 라는
말은 “지리적, 공간적 위치” 를 강조할 때 쓰입니다. 이처럼 “위치, Location 이란 단어는 눈에 보이는 공간은 물론, 눈에 보이지
않는 사회적 심리적 시간적인 장소도 의미합니다.
사실 살아가면서 실감하지는 못하지만, 우리는 매 순간마다 주제파악을 하면서 살아갑니다. 출근할 때 길을 찾아가는 것부터 시작해서, 일할 때 상사 또는 거래선의 입장과 자기 입장을 고려하는 것도 자기 위치파악입니다. 퇴근 후 동료와 저녁식사나 한 잔 하러
갈 때도, 자기와 동료가 속한 사회적 위치에 크게 무리가 없는 적당한 장소를 골라 갑니다. 밤 늦게 집에 들어갈 때는, 늦었다고 걱정하는 가족이나 배우자에게 큰소리칠 것인지 아니면 조용히 비위 맞출 것인지, 가족간의 관계에서 그 날 자기가 처해있는 위치에 따라 무의식 중에 결정하면서 귀가합니다.
그러면 인류는 나무 위에서 과일 따먹다가
초원으로 내려온 이후, 과연 언제부터 제대로 주제파악을 하고 살았을까요 ? 달리 말씀 드리면, 우리가 사는 지구 땅이 우주의 어디쯤에 떠있는지 알게 된 때가 언제일까 하는 것입니다. 얼마 전부터는 지구 바깥에서 인공위성으로 우주를 탐사하고 있지만, 이런
발전은 근대 이후 과학자들의 피나는 노력이 토대가 되었을 겁니다.
(2) 은하지도 선구자들
1. Herschel – 점찍기 스케치 창시자
요즘에야 휴대폰에도 자기 위치가 대략 15~20 m 오차범위 안에서 정확히 나옵니다. 그러나 이런 도구나 지도도 없는 경우,
자기 위치를 아는 방법을 생각해보면 그리 간단치는 않습니다. 발로 동서남북으로 걸어 다니면서 모든 방향의 바다 끝까지 다녀보면 될
겁니다. 이런 수고스런 방법 말고, 기하학을 이용한 삼각측량법을 사용할 수도 있습니다. 이 방법은 관측대상 거리가 멀수록 관측지 두 지점의 거리도 멀어야 되는
단점이 있습니다.
그런데 움직이지 않고 편하게 그냥 그
자리에 앉아서 거리를 재는 방법도 있습니다. 멀리 있는 집들의
전등불까지 거리를 재는 것입니다. 천문학에서
별까지의 거리를 재는 기본적인 방법입니다.
물론 땅 위에서 잴 때는 지구가 평평하다는 전제가 있어야겠지요. 이 방법으로 아주 멀리 있는 모든 집들의 전등불까지 거리를 잴 수 있다면, 모든 방향의 해안까지
거리도 나올 겁니다. 그 거리들로
지도를 만들면, 육지에서나 바다에서나 자기 위치를 알 수 있습니다.
과학적
접근법으로 처음 이루어진 지구 위치파악도 이런 방법이 사용되었습니다. 망원경을 이용해 먼 별들까지의 거리를 재서, 지구가 우리은하의 어디쯤에 있는지 알아내는 것입니다. 따라서 이 방법은 망원경이 발명된
1608 년 이후에야 가능하게 됩니다.
인류최초로 별까지 거리가 즉정된 때는 1838 년입니다. 이 부분은 아래 단락에서 살펴보겠습니다.
하지만
그 이전에도 우리 존재의 위치가 궁금해서 주변지도를 그린 사람들은 있습니다. 그 중에서 최초로 과학적
방법을 사용해 우리은하 지도를 그린 사람은 천왕성의 발견자 Frederick William Herschel 입니다 (1783~1822. 독일출생. 영국이주).
<그림 1 Willam Herschel 이 만든 우리은하 (우주) 지도 (1785).
해당그림 출처 : Pennsylvania State
University. e-education.psu.edu.
원본 : On the Construction of the
heavens. Willam Herschel. Philosophical
Transaction
of Royal Society of Londn.
Vol. 75. (1785). p. 213~266>
Herschel 은 망원경으로 천구상의 수많은 별을 관측하고 이를 인내와 끈기로 점으로 표시했습니다. 그 때는 아직 연주시차가 측정되지 않았기
때문에 별까지의 상대적 거리는 안시밝기로 추정했습니다.
당시는 우리 은하가 “우주전체” 라고
믿어지고 있었으므로, 이 지도는 사실 당시 사람들이 생각한 우주지도 입니다. Herschel 은 이 지도를 발표하면서
태양계가 우주의 중심에 있다고 했습니다. 지도에도
태양계는 거의 중심에 그려져 있습니다.
2. Shapley – 어떤 방법으로 거리를 쟀을까 ?
우리은하에서의
태양계 위치가 실제와 비슷하게 유추된 때는 Herschel 의 지도 이후 133 년이 지난 1918 년 입니다. Harlow Shapley (할로우 섀플리 1885~1972. 미국) 는 6 년
동안 75 개 구상성단까지의 거리를 직접 계산해서 위치를 표시했습니다. Shapley 가 관측을 시작하던
1912 년 에 구상성단까지 거리를 재는 방법이 개발되었습니다. 우선 Shapley 의 지도부터
보여 드립니다.
<그림 2 Shapley 가 그린 구상성단들과 태양 위치
(1918). 거리단위는
100 pc.
출처 : www.aip.org>
<그림 3 위 그림과 Durham University (영국. icc.dur.ac.uk) 자료 참고해서 다시 그린 것>
위쪽 <그림 2> 에서 빗금 부분은 우리은하 평면이고, x y 축이 교차하는 지점의 X 표시가 태양 위치입니다. 은하평면 북쪽의 구상성단은 흑색점으로
표시했고 남쪽은 백색점입니다.
Shapley 는 태양이 우리은하 중심에서 18 Kpc (58,680 광년) 떨어져 있다고 했습니다. 최근 관측수치는 27,200 광년입니다
(18 Kpc x 3. 26 광년 = 58,680 광년).
그런데 Shapley 는 과연 어떤 방법으로 이런 은하지도를 만들 수 있었을까요 ? 1838 년에 Bessel 이 관측에 성공한 지상의 연주시차 방법으로는 100 pc (326 광년) 거리가 한계입니다. 그러나 위 그림에는 무려 50,000 pc (16 만 3천 광년) 거리까지 표시되어 있으므로, 분명히 연주시차 방법은 아닐 겁니다. 또한 왜 굳이 75 개 씩이나 되는 구상성단만의 거리를 쟀을까요 ? 청천하늘엔 잔별도 많고, 은하도
많고, 산개성단도 많습니다. 그가 특별히 구상성단만 연구한 데는 분명히 이유가 있을 겁니다.
이런 의문점들을
알아보는 것이 이번 칼럼의 주제입니다. 더불어 1918 년 Shapley 지도 이후에 우리 존재의 위치가 점점 더
정확해지는 과정도 소개드리려 합니다. 하지만
내용전개를 위해선 몇가지 간단한 개념이나 수식이 필요합니다. 우선 관측방법 이해를 위해 필요한 사항만 이번호에서 말씀 드리고, 상세한 관측방법은 다음호로 미루겠습니다.
(3) 본래광도와 안시밝기 – Watt 와 Flux
우리말에서
“광도 (光度)” 와 “밝기” 는 같은 뜻입니다. 그러나 물리학, 천문학에서 Luminosity 와
Brightness 는 대부분 구별되어 사용됩니다. Luminosity 는 “광원 (光源 Light Source) 자체의 물리량” 을
뜻하는 경우가 많고, Brightness 는 “Luminosity 가
관측자까지 전달된 물리량” 을 의미합니다. 물론 두 용어가 혼용되는 경우도 있습니다.
따라서
두 용어의 혼동을 방지하기 위해 Intrinsic (본래의, 고유의) 과 Apparent (안시의, 실시의, 겉보기의) 라는 단어를 붙여서 씁니다. 이렇게 표현하면 Intrinsic Luminosity
와 Apparent Brightness 가 됩니다. 우리말로 전자는 보통 고유광도로도 쓰지만, 여기서는 “본래의 광도” 로
표기합니다. 후자는 실시 또는
겉보기 광도, 밝기로도 쓰지만, 여기서는 “안시밝기” 로 표기하겠습니다. 이 두가지 개념의 세부사항은 아래와 같습니다.
<그림 4 본래의 광도 (L) 과 안시밝기 (B) 의 정의>
<그림 5 본래의 광도 (L) 와 안시밝기 (B) 의 물리량>
위 설명은
본래의 광도 (L) 과 안시밝기 (B) 를 “물리량 (Physical Quantity)” 으로 설명한 것입니다. 이 칼럼에서는 본래의 광도 및 안시밝기를 등급 (Magnitude) 단위로
표기하지 않고, 모두 Watt 나 Flux 개념을 토대로 한 물리량으로 표기하겠습니다.
일상에서
많이 쓰이는 등급단위는 물리량을 한 번 가공한 것입니다. 어떤 개념에 접근할 때, 한번
가공한 단위로 접근하면 이해하기 더 어려울 때가 많은 것 같습니다. 더욱이 등급단위는 “높다, 크다 또는 낮다, 작다” 와
“밝다, 어둡다” 의미가
반대이므로 혼동을 일으킬 때가 많습니다. 예를
들어 등급이 “높다, 크다
= 어둡다” 뜻이고, “낮다, 작다 = 밝다“ 의 뜻입니다.
그러나
물리량인 Watt 나 Flux 는 “크다 = 밝다, 작다 = 어둡다” 이므로 이해하기 쉽습니다. 또한 물리량으로 수식을 쓰면 원리가 쉽게
이해되지만, 등급단위 수식은 물리량을 한 번 가공했으므로, 수식에서
원리는 보이지 않고 단순한 공식에 불과하게 됩니다.
아래 단락들 보시면 물리량개념이 훨씬 더 쉽게 이해되시리라 생각합니다.
(4) Pogson 방정식 – 개발당시엔 지구주변 골목대장
Pogson 방정식이란 1856 년에 Norman
Robert Pogson (포그슨 1829~1891. 영국) 이 물리량을 그리이스 Hipparchus (BC 190~BC120) 가
제안한 등급과 연관시켜 개발한 수식입니다.
Pogson 방정식은 Log (Logarithm) 를 사용하기 때문에 등급과 거리를
계산하기에는 편리합니다. 그러나
이 단락의 주제는 단순히 빠르게 계산하는 방법을 찾는 것이 아니라, 거리 관측방법을 알아보는 것입니다. 여기서는 물리량과 Pogson 방정식 관계만 간단히 요약 드립니다.
<그림 6/7 등급과 Pogson 방정식>
위의 Pogson 방정식은 생긴 모양이 간단해서 머리에 금방 들어옵니다. 그러나
이 방정식이 개발된 때는 1856 년입니다. 인류최초로 별까지 거리가 측정된 때는 연주시차가 측정된 1838 년 이며, 그 다음에 새로운 방법이 개발된 때는 20 세기 초가 됩니다. 연주시차의 최대 측정가능 거리가 100 pc (326 광년) 임을 감안하면, 1856 년 당시에는 100 pc 보다 더 먼 별에는 적용할 수
없는 수식이었습니다. 지금에야
우주전체에 적용될 수 있지만, 당시엔 지구주변 골목대장 노릇 밖에 할 수 없었습니다 (연주시차는 아래 단락참조).
(5) 본래광도, 안시밝기와 거리의 관계
이제는
본래광도 (L), 안시밝기 (B) 와 거리 (d) 의 관계를 알아보겠습니다.
<그림 8 본래광도, 안시밝기와 거리의 관계>
<그림 9 안시밝기와 거리의 관계>
위 그림에서
거리에 따른 세 가지 사각형은 천구의 반지름이 늘어남에 따라서 천구의 표면적도 같이 늘어나는 것을 뜻합니다. 별에서 방출된 광자는 천구 반지름이 증가함에 따라 더 넓은 면적의 천구로
퍼지게 됩니다. 청색표시한 작은
사각형은 천구 표면상의 한 점이며, 이는 관측자의 동공 (눈) 의 면적이라고 생각하시면 될 듯합니다.
처음에
별에서 광자가 100 개가 방출되었다면, 거리가 2 배가 될 때는 관측자 동공에 25 개만 도착하고 나머지 75 개는 동공 주변으로 펴진다는 뜻입니다. 거리가 3 배이면 천구 표면적은 9 배로 늘어나므로, 관측자 동공에는 처음에 방출된 광자 개수 100 의 1/9 인 11. 1 개
밖에 들어오지 않게 됩니다.
위의 수식을
이항해서 거리 (d) 를 구하는 식으로 바꿔 보겠습니다.
<그림 10 본래광도와 안시밝기로 거리를 구하는 수식>
(6) 본래광도와 안시밝기로 태양까지 거리 계산해보기
그러면
에너지 단위인 본래광도 (L) 와 안시밝기 (B) 만으로
태양까지 거리를 계산해보겠습니다.
<그림 11 본래광도와 안시밝기로 태양까지의 거리계산>
이미 알려진
태양의 본래광도 (L) 와 안시밝기 (B) 를 거리계산식에
대입하면 현재 알려진 거리와 비슷하게 산출됩니다.
태양의
본래광도 (L) 는 태양이 1 초 마다 뿜어내는 에너지 입니다. 태양의 안시밝기 (B) 는 태양이 뿜어내는 에너지가 1 초마다 지구 대기권 외곽 “1 평방미터” 에 전달되는 에너지 (1,367
W/평방미터) 입니다. 여기서 평방미터 단위는 <그림 8> 에서 말씀 드린대로, 태양에서 지구까지 거리가 반지름인
천구의 표면적을 평방미터 단위로 환산한 것입니다.
태양 에너지가 지구 표면적의 반 (1/2) 이 되는 면적에 모두 수직으로 떨어진다고
가정하고 태양의 안시밝기 (B) 를 산출합니다.
또한 “지구 대기권 외곽” 으로 한 이유는 태양 에너지가 지구 대기권을 통과할
때 산란되고 (1,050 W/평방미터), 지구표면에 반사되면서
다시 조금 증가하기 (1,120 W/평방미터) 때문입니다. 따라서 정확한 거리를 산출하려면 지구
대기권 외곽에 도착하는 태양 에너지로 계산해야 합니다. 이런 내용의 출처를 인용 드립니다.
<그림 12 지구에 도달하는 태양 에너지 내역. 출처 : newport.com>
이런 상황은
먼 별까지 거리를 계산할 때도 적용됩니다.
별빛도 “지구대기” 를 통과하기
때문에 우리 눈에 들어오는 밝기는 실제보다 좀 더 어둡게 보입니다. 또한 어떤 별과 지구 사이에 “우주먼지” 가 많다면 그 밝기는 더욱 줄어들 겁니다. 이렇게 지구대기 또는 우주먼지가 안시밝기를 감소시키는 상태를 “Extinction by Intervening Material (차페물로 인한 소광. 消光)” 이라고 합니다. 아래 그림으로 예를 들어 보겠습니다.
<그림 13 Extinction by Intervening Material 의미. 출처 : Stellarium 화면.
편집, 추가>
위 그림은
Stellarium 화면에서 찾은 백조자리 (Cygnus) Deneb
상세내역 입니다. 등급 1. 25 는 지구 대기권 외곽에서 본 Deneb 의 안시등급 (안시밝기) 입니다. 괄호안의 “extincted to 1.
45” 의미는 지구 대기권 외곽에서 볼 때는 1. 25 등급이지만, 지구대기 때문에 지구표면에서 볼 때는 안시등급이 1. 45 등급으로
줄어든다 (Extincted. 소광. 消光) 라는 뜻입니다.
20 세기 초까지만해도 이런 Extinction by Intervening Material 을 고려하지
않았기 때문에 거리계산에 오류가 생기곤 했습니다. 이런 사례는 다음호에서 천천히 살펴 보겠습니다. B – V 의 뜻도 다음호에서 알아 봅니다.
그런데
위 수식 안에는 변수가 세가지나 됩니다. 안시밝기야 맨 눈이나 망원경으로 별을 들여다 보면 되지만, 단지 망원경만으로 본래광도 (L) 를 알아낼 수는 없을 듯 보입니다. 그러나 역사를 들여다 보면, 인간은 필요한 경우엔 반드시 방법을 찾아냈음을 알게 됩니다. 망원경으로만 별까지 거리를 어떻게 측정하는가라는 이번 칼럼 주제를 좀
더 구체적으로 표현하면, “망원경으로 별의 본래광도 (L) 를
알아내는 방법” 을 뜻합니다.
(7) 온도로 거리재기 – Stefan-Boltzmann 법칙
별까지의
거리를 재는 방법으로 별의 온도를 이용하는 것도 있습니다. 이 방법은 1879 년에 Joseph Stefan (1835~1893. Austria) 이 실험으로 발견했습니다 (요제프 슈테판. 영어 조셉 스테판). 이후 1884 년에 같은 Austria 학자인 Ludwig Boltzmann (1844~1906) 이
이론적 토대를 제공했습니다 (루드비히
볼츠만. 영어 러드빅 볼츠만). 아래 그림에서 흑체 (Black
Body) 는 열 손실 없이 어떤 물체가 가진 에네지가 모두 열로 방출되도록, 표면을 검게
칠한 물체를 말합니다.
<그림 14/15 Stefan-Boltzmann 법칙>
위의 수식은
천문학을 위해 개발된 것이 아니고, 물리학의 열역학으로 만들어진 것입니다. 나중에 천문학을 위한 용도로 변형되어 사용됩니다.
하여간
여기서도 온도 및 면적이라는 두 가지 변수를 알아야 본래광도와 안시밝기를 알 수 있고, 이에 따라 거리를
구할 수 있습니다. 그런데 별이
온도에 따라 각기 다른 다른 Spectrum (스펙트럼. 분광형. Spectral Type) 을 보인다는 것을 알게된 때는 1863 년입니다. Pietro Angelo Secchi (1818~1878.
Italy) 가 처음 발견했습니다 (삐에뜨로 안젤로 세끼.
영어 피에트로 안젤로 세치).
참고로
이런 Spectrum 이 별의 실제온도에 따라 “O B A F G K
M” 이란 분광형 (Spectral Class) 으로 정리된 때는 1920 년대 들어서 입니다. 분광형은 “Oh ! Be A Fine Girl, Kiss Me” 로 외우면 쉽습니다. O Class 가 가장 높은 온도이며,
태양은 G Class 입니다. 상대방이 남자이면 Girl 을 Guy 로 바꾸면 될 듯합니다.
그런데
최근엔 O Class 보다 온도가 훨씬 높아 새로운 Class 로
분류하는 것도 있고, M Class 보다
훨씬 낮아 몇 개의 새로운 분광형으로 부르는 것들이 생겨났습니다. O Class 는 표면온도가
30,000 K 이상인 별이며, M Class 는
3,700~2,400 K 인 별입니다.
K 는 Kelvin 의 약자이며, K = 섭씨온도 (° C) + 273. 15 입니다.
O Class 보다 온도가 높은 별은 W Class 입니다. 표면온도는 141,000~35,000 K 라고 하며, 이를 또다시 세분하기도
합니다. M Class 보다 온도가
더 낮은 갈색왜성 (Brown Dwarf) 은 L Class 로
부르고, 이보다 더 낮은 온도의 메탄왜성 (Methane Dwarf)
은 T Class 로 부릅니다. 이보다 더 낮은 온도의 왜성은 Y
Dwarf 으로 부르는데, 분광형은 Y Class 입니다. 예전에 한번 소개드린 탄소성 (탄소왜성 Carbon Dwarf) 은 그냥 탄소덩어리이며, 이는 C Class 입니다. S Class 라는 것도 있는데, 별
대부분이 원소기호 40 번 Zirconium (지르코늄, Zr) 인 별을 나타냅니다. 지르코늄은 모조 다이아몬드를 만드는데 쓰인다고 합니다. 온도는 M 과 C 사이
입니다.
따라서
요즘은 OBAFGKM 만으로는 우주의 모든 별들을 분류할 수는 없고,
최소한 “W O B A F G K M L T Y S C” 는 되어야 합니다. 세상이 복잡해지는 것처럼 별 종류도 점점
늘어나는 같습니다. 이런 분광형
순서는 “Wow ! Oh… Be A Fine Girl, Kiss Me, Like Twinkling Young
Star Coming…” 정도가 되지 않을까 합니다. .
(8) 인류최초로 거리를 알게 된 별 – 61 Cygni
1. 작고 붉은 이중성 – Red Dwarf
Binary Stars
인류최초로 거리를 알게 된 별은 백조자리 61 번 별 (61 Cygni) 입니다. 독일의 Friedrich Wilhelm Bessel (베셀 1784~1846) 이 1838 년에 연주시차 측정에
성공해서 계산되었습니다. Bessel 의 측정 이후에 이 별은 “Bessel’s
Star” 란 별명을 얻게 됩니다. 연주시차로 거리를 재는 방법은 지난 칼럼을 참조하시기 바랍니다 (Astro News
Serial No. 20 Aug. 2013).
당시 측정된 연주시차는
0. 314 초각 (시차는 그의 두 배인 0. 628 초각) 이었습니다. 0. 314 초각은 거리로 3.
1847 pc 이 되므로 10. 3821 광년이 됩니다. 현대에 측정된 정확한 거리는 3. 5
pc 에 11. 41 광년이므로, 현대 측정치의 91 % 에 달합니다. 177 년 전에 최초로 측정된 것을 감안하면 상당히 정확합니다 (1 ÷ 0. 314 pc = 3. 1847 pc. 3. 1847 pc x 3. 26 광년
= 10. 3821 광년. 거리
환산방법 상세내역은 아래단락 참조).
연주시차 측정방법은 기본적으로 삼각함수를
이용한 것입니다. 이를 최초로 개발한 사람은 별의 등급체계를 만들었던 Hipparchus (BC 190~BC 120) 입니다.
이 분의 또 다른 업적으로 분점세차를 발견한 것도 있습니다. 연주시차법 내용은 지난 칼럼에서 소개 드렸으므로, 여기서는
이 방법의 한계와 이를 극복하기 위해 발사된 위성들에 대해서만 요약 드립니다.
<그림 16/17 연주시차법 한계와 위성.
위성사진 출처 :
Hipparcos : kids.britannica.com. Gaia : commons.wikimedia.org>
그런데 61 Cygni 는 최초로
거리가 측정된 별이라는 타이틀 이외에 재미있는 특징을 세 가지씩이나 가진 별입니다. 우선 61 Cygni 의 거주지와
신상명세서부터 살펴보겠습니다.
<그림 18 61 Cygni 위치와 특성.
사진출처 : 성도 : Stellerarium. 61 Cygni : commons.wikimedia.org. 편집, 추가>
61 Cygni 위치는 백조의 동쪽날개 아래쪽 입니다. 오른쪽 그림은 태양과의 상대적인 크기를 나타낸 것입니다. 안시등급은 주성 A 의 밝기인 5. 20 등급이며,
주성 A, 반성 B 모두 태양보다 나이가 많은
적색왜성입니다.
또한 이 별은 이중성이라 Struve 목록번호도 있습니다. Friedrich George Wilhelm von Struve
(1793~1864. Russia) 는 1818 년 및
1821 년에 발표한 목록에서 이 별이 이중성임을 발견하고 Struve 2758 이란 번호를
달았습니다. 그러나 상호 중력작용
하는지의 여부는 계속 논란이 있다가 1917 년에 와서 두 별 사이의 시차가 정확히 측정되었습니다. 1934 년에는 반성 B 의 주성 A 공전주기가 약
659 년이라는 것도 밝혀집니다.
2. 피아지의 날아다니는 별 – Piazzi’s Flying Star
그런데 이들 모두 별 자체가 움직이는
고유운동 (Proper Motion) 을 합니다. 이들은 맨 눈으로 보이는 6 등급
이상 별들 중에서 고유운동 폭이 가장 큰 별입니다.
지금까지 관측된 모든 별들 중에선 7 위를 차지합니다.
James Bradley (브래들리 1693~1762. 영국) 는 1753 년에 61 Cygni 에 대한 체계적 관측기록을
남깁니다. 그런데 그 때부터 39 년이 지난 1792 년에 Giuseppe Piazzi. (1746~1826. Italy)
란 분이 당시의 별 위치와 Bradley 가 39 년
전에 남긴 기록을 비교하고 위치가 달라져 있음을 발견했습니다. 그는 이후 5 년 동안 위치를
더 관측한 후, 1804 년에 61 Cygni 가 “저 혼자” 움직이며, 그 운동 폭도 상당히 큰 별이라고 발표합니다. 그 때부터 이 별은 “Piazzi’s Flying
Star” 로 불리게 되었습니다 (Giuseppe Piazzi : 주제뻬 삐아찌. 영어 : 주세피 피아지).
그러면 과연 얼마나 큰 폭으로 날아 다니는지
보시지요.
<그림 19 61 Cygni 의 고유운동. 그림출처 : Stellerarium 화면. 편집, 추가>
위 그림은 61 Cygni 2015 년 9월 1일의
61 Cygni 위치와 10 년 후인 2025년 9월 1일 위치를 Stellarium 화면으로
비교한 것입니다. 10 년 동안의
위치변화가 확실히 보입니다.
Stellarium 화면에서 적위선을 따라 이동 각거리를 재면 적경 방향의 고유운동 각거리가 됩니다. Stellarium 화면에서 이를 재
보았더니 약 42 초각 이 나왔습니다. 1 년간 고유운동의 적경방향 각거리가
4. 2 초각이므로 10 년이면 42 초각이
될 겁니다. 적위방향도 재보면 10 동안 32 초각이 나옵니다.
3. 서로 다른 원인의 변광성 – BY Dra,
Flare Variable Star
한편, 61
Cygni 의 두 별 모두 변광성 입니다. 그러나 변광의 원인은 각기 다르며, 이런 이유로 생기는 안시밝기 차이는 0.5 등급 이하입니다. 지구에서 태양 말고 가장 가까운 별인 Proxima Centauri 도 반성 B 와 같은 Flare 형 변광성입니다. 두 별의 변광원인을 아래에 정리 했습니다.
<그림 20 61 Cygni 주성 A 와 반성 B 의 변광원인.
사진출처 : 태양흑점 및 Flare :
commons.wikimedia.org. 성도 : Stellerarium 화면. 편집, 추가>
Bessel 이 61 Cygni 로 연주시차를 측정하던 1838 년에는 1753 년의 Bradley 관측기록 및 1818 년,
1821 년의 Struve 목록으로 이 별이 이중성임을 알고 있었을 겁니다. 또한 1804 년의 Piazzi 의 관측보고서 때문에 고유운동 폭도 크다는 것을 알고 있었습니다. 그러나 이들이 변광성인지를 알게 된 시점에 대해 정확히 설명한 자료는
찾지 못했습니다. 아마 1943 년 이후에야 밝혀진 것으로 보입니다.
그러면, Bessel 은 왜 굳이 이 별을 선택해서 연주시차를 쟀을까요 ? 역시 관련자료는 찾지 못했으나, 아마
많은 별들을 대상으로 측정하다가, 다른 별들은 실패하고 오직 61 Cygni 의 시차측정만 성공했기 때문으로 생각합니다. 이 별은 맨 눈으로 보이는 6 등급
이상 별들 중에서 지구에서 가까운 순위로 5 위 안에 드는 별입니다
(α Centauri A,B / Sirius / ε Eridani / 61 Cygni /
Procyon).
(9) 연주시차 거리계산 공식에 감춰진 진실
여기서 연주시차를 사용한 거리계산 공식에
대해 살펴보고 지나가겠습니다.
이 공식은 간단해서 머리에 바로 들어오고, 주로 parsec 단위를 사용하는 천문학에서도 자주 사용됩니다. 사실
parsec 용어도 parallax per arcsecond (초각 당 시차) 의 머리부분 철자를 따서 만든 말입니다. 그런데 이 공식을 들여다보니, 기하학적으로
완전히 맞지는 않았습니다. 이유가
궁금해서 몇 가지 자료를 살펴보았습니다. 아래에
그 내용을 정리 드립니다.
<그림 21/22/23/24 연주시차 거리계산
공식의 배경>
하여간 천문학에서 사용되는 거리의 기본단위가 parsec 임을 감안하면, 61 Cygni 가 천문학 발전에 얼마나
기여했는지 짐작할 수 있습니다.
Bessel 이 연주시차 측정에 성공한 1838 년 이듬해인 1839 년에는 Louis-Jacque Mandé Daguerre (1787~1851. 프랑스) 가 사진술을 발명합니다. 이후에는 사진 건판을 비교분석하는 방법으로 더욱 정밀한 시차측정이 가능하게
되었습니다 (루이 자끄 망데 다게흐. 영어 : 다게르).
61 Cygni 의 연주시차로 인해 인류는 최초로 태양계 밖에 있는 별까지 거리를 알게 되었고, 이 별의 본래광도 (L) 도 알 수 있게 됩니다. Bessel 에게 자기 본 모습을 살짝 보여준 것으로 인해 이 별은 인류에게 영원히 기억되는 영광을 얻었습니다.
(10) Standard Candle – 시대를 창조하는 불빛
천문학에서 사용되는 용어로 Standard Candle (표준광원. 標準光源) 이라는 용어가 있습니다. 이는 어떤 방법으로 본래광도 (L) 를 알게되어, 다른 별들의 거리를
측정할 때 기준이 되는 별을 말합니다. 또한
여러가지 Standard Candles 를 우주거리라는 진리에 단계적으로 접근하는 발판이라는
의미에서 Cosmic Distance Ladder (우주거리 사다리)
로 부르기도 합니다.
그러나
61 Cygni 은 Standard Candle 범주에
끼지 못합니다. 최초로 본래밝기 (L) 를 나타낸 별이 왜 Standard Candle 은 될 수
없는지 이유를 생각해 보았습니다. 아래에 Standard Candle 의 뜻과 그 이유를 정리 드립니다.
<그림 25 Standard Candle 의미. 디자인 출처 : 촛불 dreamstime.com. 사다리 123rf.com>
연주시차로는 100 pc (326 광년) 보다 먼 별의 거리는 측정할 수 없다고
말씀 드렸습니다. 그러나 시대는
영웅을 낳고, 영웅은 새 시대를 만들어 갑니다. 세계각지에서 활동한 여러 분야 과학자들의 줄기찬 노력은 결국 어떤 시대를
맞이하면서 영웅을 낳게 됩니다. 여기서
말씀 드리는 영웅이란 <그림 10> 의 거리 구하는
식에서 알 수 없었던 한가지 변수, 본래광도 (L =
Luminosity) 측정법을 알아낸 사람을 말합니다.
물론 모든
별에 적용할 수는 없을지라도, 인류최초로 우주저편 먼 별의 본래광도 측정방법을 알아낸 것은 천문학 역사에
빛나는 기록으로 남아있습니다. 그
때부터 인류가 드디어 광활한 우주의 머나먼 별까지 거리를 알게되기 시작해서 우리의 위치를 인식할 수 있었기 때문입니다.
이런 Standard Candle 은
어느 노래가사처럼 “어두운 곳에 손을 내밀어 밝혀주는” 촛불입니다. Shapley 의 우리은하 지도는 물론, Hubble 이 Andromeda 은하까지 거리를 잰 것도 인류최초로 개발된 Standard
Candle 을 이용한 것입니다.
다음호에선 위에서 말씀드린 내용을 토대로, 모든 별들의 거리측정이라는 목표로
오르는 사다리의 첫번째 발판부터 살펴 보겠습니다.
<그림 26 출처 : simonsterg.files.wordpress.com.
서적표지 : The Boy Who Climbed Into the Moon.
그림 : Polly Dunbar. 출판
2014>
II. 담천잡담
다른 문화 다른 별자리 (4)
– 미국중부 원주민의 백조와 Pegasus 사각형
(1) Sumer 에선
돼지였던 백조 Zeus
요즘의 천정부근에는 백조가 은하수를 따라
날아가며, 그 동쪽에선 Pegasus 가 힘차게 달려갑니다. 이번 담천잡단에선 미국중부 원주민 (인디언) 은 백조와 Pegasus
사각형을 무엇으로 보았는지 알아 보겠습니다.
그리이스 버전 백조자리 (Cygnus) 주인공은 Zeus 입니다. Zeus 는 그리이스의 작은 나라 Lacedaemon (라케데몬. 라세데몬) 의 왕비 Leda (레다) 를
유혹하려고 백조로 변신합니다. 이
유혹이 성공해서 Leda 는 알 두 개를 낳고 여기서 태어난 네 명 중의 두 명이 쌍둥이 자리 주인공인 Castor 와 Pollux 입니다. 요즘 세태에 비유하면 성형이나 복장으로 외모를 치장하고, 바람 피우려 상대방을 유혹하고 다니는 경우라고 할 수 있을 겁니다 (한담객설 2014년 11월 20일자
참조).
Pegasus 는 Poseidon 이 만든 말 (馬) 입니다. Poseidon 은 Medusa 가 괴물로 변하기 전의 아름다운 여인이었을 때, Medusa 의
연인이었습니다. Perseus 가 Medusa 를 처치하고 난 후, Poseidon 은 그녀를 추모하기
위해 Medusa 가 흘린 피로 만들었다고 합니다. 괴물의 피가 멋진 말로 부활했으니, 혹독한
대가를 치른 후에 다시 훌륭한 사람으로 거듭난 것으로 비유할 수 있을 겁니다.
여기서 이들 별자리의 원형은 무엇이었는지 Sumer 에 잠시 들렀다 가겠습니다. 아래의 그리이스 버전 별자리와
Sumer 별자리를 비교해 보십시오.
<그림 27 그리이스 버전 Pegasus 와 백조자리. 출처 : Stellarius 화면. 편집 및 추가>
<그림 28 Sumer 버전 Pegasus 와 백조자리. 출처 : Babylonian Star-Lore. Gavin White.
Solaria Publications. UK. 2008. 인터넷 서적. 편집 및 추가>
지금의 밤하늘엔 물고기 서쪽에 Pegasus 사각형을 포함한 Pegasus 가 있고, 그 서쪽에 백조가 날아갑니다. 그러나 Sumer 에선 Pegasus 사각형이 들판자리 (Field) 였고, 말자리 (Horse) 는 그 서쪽에 붙어 있었습니다. 이 들판과 말이 Egypt 를 거쳐 그리이스로 들어가서 Pegasus 자리로 바뀌었습니다 (한담객설 2014년 9월 15일자 1편 참조).
말자리 서쪽엔 돼지자리 (Swine) 가 있으며, 위치는 백조의 몸통과 서쪽날개입니다. 그리이스에서 아름다운 백조 Zeus 는 Sumer 에선 원래 돼지였습니다. 백조는 백조다워야 백조 소리를 들을 겁니다. Sumer 사람들은 백조의 탈을 쓴
Zeus 의 행실을 이미 예견했나 봅니다.
(2) Lakota 부족
활동무대
그러면 이들 두 별자리는 미국중부 원주민
눈에는 무엇으로 보였을까요 ? 여기서
살펴볼 원주민 이름은 Sioux (수우) 부족이며, 그 중에서도 특히 Lakota (라코타) 란 부족입니다.
이들의 거주지를 아래에 표시 드렸습니다. 헬리콥터 이름으로도 유명한 Apache
(아파치) 부족도 궁금해서 같이 찾아 보았습니다. Apache 부족은 미국 남서부가 활동무대 입니다.
<그림 29 Sioux 및 Apache 부족 거주지>
Sioux 부족은 언어에 따라서 Lakota (라코타), Nakota (나코타), Dakota (다코타) 부족으로 나뉘며, 이들은 방언에 따라 다시 일곱 개 부족으로 나뉜다고 합니다. 지난
호에서 말씀 드린 Assiniboine (아시니보인) 부족은 Sioux 부족 중에서 Nakota 부족의 분파입니다. Sioux 부족 영역을 우리나라 크기와
비교해보니, 한반도 전체면적의 두 배는 넘었습니다.
미국의
North Dakota 주 및 South Dakota 주는 Dakota 부족의 이름을 딴 것입니다. 그러나 위에 표시 드린 예전의 거주지와 지금의 주 영역은 일치하지 않습니다. 아마
Dakota 부족의 세력이 가장 강해서 이 부족의 이름을 사용한 것으로 보입니다. 참고로 위에 표시 드린 영역의 현재 지명을 적어 드립니다.
• Lakota 부족 : Montana 동부, Wyoming 동부
• Nakota 부족 : North Dakota, South Dakota
• Dakota 부족 : Minnesota, Iowa
아래에서 살펴볼 별자리 및 관련 풍습은 Lakota 부족에서 시작된 것입니다. 그러나 세 부족은 서로 인접해 있으므로 별자리 문화는 Sioux 부족 전체로 퍼져나갔을 겁니다. 자료에 따라 이들 별자리가
Lakota, Dakota 또는 Sioux 부족 별자리라고 되어 있는 것은 이런 이유 때문으로
보입니다. 여기서는 Lakota 부족 별자리로 표기하겠습니다.
(3) 그럴듯한 별자리 모양들
Lakota 부족이 본 백조자리는 “도롱뇽” 이고, Pegasus 사각형은 “거북이” 입니다.
그런데 도롱뇽을 “도롱뇽” 으로 적는지는 이번 칼럼 쓰면서 사전 찾아보고 처음 알게
되었습니다. 사실 원고타이핑 할
때, “도룡용” 으로 쳐 보았는데 맞춤법에 맞지 않다고 단어에
빨간 밑줄이 나타났습니다. 시험
삼아 “도룡룡, 도롱룡, 도롱용” 으로 써 보았으나 역시 모두 틀린 것으로 나타났습니다. 끝 글자는 분명히 “용이나
룡 (龍)” 일 것 같은데, 모두 틀리니 이상했습니다. 하여간 저는 혀가 짧은지 “도롱뇽” 이 자꾸만 “도녕영” 으로
발음됩니다.
도롱뇽을 좀 더 자세히 살펴보려고 사진도
찾아 보았습니다. 아래 왼쪽 그림은
우리나라 토종입니다. 따라서 학명에 Korean 단어가 들어가 있습니다. 오른쪽은 미국 전역에 걸쳐 서식하는 도롱뇽입니다. 이 종류를 Lakota 부족이 가장 많이 보았을 것으로 생각됩니다.
<그림 30 왼쪽 : 이끼 도롱뇽.
한반도 토종. 영어학명 Korean
Crevice Salamander.
출처 : 야생동물 유전자원은행. cgrb.org. 성체 크기 10~15 cm.
오른쪽 : Tiger Salamander. 서식지
미국전역. 성체 크기 15~20 cm.
출처 : commons.wikimedia.org>
Lakota 부족이 만든 도롱뇽과 거북이 자리 별자리 선을 지금의 밤하늘에 표시했습니다. 모양이 두 동물 모양과 잘 맞아 떨어집니다. 그 아래는 이 별자리에 따라 그려본 두 별자리 모습입니다.
<그림 31 Lakota 부족의 도롱뇽과
거북이 별자리 선. 서울지역. 2015 년 9월 1일
밤 10시.
출처 : Stellarium 화면. 편집 및 추가>
<그림 32 Lakota 부족의 도롱뇽과
거북이 별자리 그림. 동물그림
출처 : cliparthut.com>
한가지 신기한 것은 도롱뇽 자리 옆에
있는 지금의 도마뱀 (Lacerta) 자리 입니다. 모양이 비슷한 동물이 하늘에서도 가까이 있으니 재미있습니다. 도마뱀 자리는 Johannes Hevelius (1611~1687. 폴란드) 가
생전에 만들었으며, 그의 1690 년 성도에 처음 등장합니다.
이 두 동물은 같은 “도” 자로 시작하기도 해서, 어떤
차이가 있는지 찾아 보았더니 구분하기는 의외로 간단했습니다. 도롱뇽은 “양서류” 이므로 개구리와 같은 집안이고, 도마뱀은 “파충류” 이므로 뱀 집안에 속합니다. 따라서 도롱뇽은 피부가 개구리처럼 매끈매끈하고 항상 물기에 젖어있어 촉촉하다고
합니다. 반면에 도마뱀은 뱀처럼
비늘이 있습니다.
(4) 생사의 철학과 지혜가 엿보이는 별자리
Lakota 부족이 Pegasus 사각형을 거북이로
본 것은 충분히 이해됩니다. 하지만
도롱뇽은 생김새가 그리 아름다운 편은 아니고, 크기도 손바닥 안에 들어갈 정도로 작습니다. Hevelius 처럼 어떤 한 사람이 만든 것도 아니고, 부족에서
자연스럽게 만들어진 별자리에 이런 동물이 선택된 것은 좀 의아한 일입니다. 도대체 무슨 사연으로 도롱뇽이 별자리로 등극할 수 있었을까요 ?
Lakota 부족에게는 도롱뇽과 거북이를 신성시하는 풍습이 있었습니다.
“도롱뇽” 은 움직임이 빠르고 상황에 민첩하게 대응합니다. 또한 병이 걸려도
빨리 회복한다고 믿어졌습니다.
따라서 사냥과 전투에서 민첩해야 하고,
부상에서 빨리 회복해야 하는 “남자” 의 상징동물로
여겨졌습니다.
“거북이” 는 단단한 등 껍질을 지고 다니므로 안전을 상징합니다.
또한 지혜, 인내, 장수의 상징이기도 했습니다. Lakota 부족은 이런 덕목을 “여자” 에
적합한 것으로 믿었습니다. 이들은
여름과 초가을의 한밤에 천정부근에 보이는
별들로 이들 두 동물 별자리를 만들어 주었습니다.
Lakota 부족의 어머니는 임신하자마자 도롱뇽과 거북이 모양의 주머니 두 개를
만들기 시작합니다. 주머니는 구슬과 깃털로 장식합니다. 아기가 태어나서 여자이면
그 탯줄을 도롱뇽 주머니에 넣고, 남자이면 거북이 주머니에 넣습니다.
아기는 주머니를 평생 잘 보관하고, 늙어서 죽을 때는 무덤에 함께 넣어 줍니다.
탯줄은 어머니의 몸과 아기를 연결하는 끈입니다. 이것이 끊어지면서 어머니의
몸으로부터 독립된 존재가 됩니다.
그러나 출생직후 탯줄을 도롱뇽 또는 거북이 모양
주머니에 넣으면서 다시 그 별자리와 연결이 시작되는 것입니다. 어머니에게서
태어나 도롱뇽과 거북이의 덕목을 품고 살다가, 죽으면 하늘의 별자리로 올라간다는
뜻일 겁니다.
탯줄을 넣는 도롱뇽과 거북이 모양 주머니는
아래와 같이 생겼습니다. 길이는
대략 10~15 cm 정도입니다. 예전에 만들어진 것은 박물관에도 전시되는 듯 보입니다. 현재는 이 지역 관광상품이 되었고, 인터넷 쇼핑몰에서도 구입할 수 있습니다.
<그림 33 도롱뇽 탯줄 주머니. 제작시기 현대. 출처 : nativeartstrading.com>
<그림 34 도롱뇽 탯줄 주머니. 제작시기 현대.
출처 : 왼쪽 pinterest.com. 오른쪽 :
afterlifecafe.com>
<그림 35 거북이 탯줄 주머니. 제작시기 1871~1900 년경. 출처 :
sciencemuseum.com>
<그림 36 거북이 탯줄 주머니. 제작시기 현대.
출처 : 왼쪽 : nativeartstrading.com. 오른쪽 :
lakotamall.com>
외도를 목적으로 Zeus 가 변신한 백조얘기를 아이들에게 해주기는 좀 민망할 겁니다. Medusa 의 잘린 목에서 흘러나온 피로 만들어졌다는 Pegasus 신화도 그 상황을 상상해보면 처참합니다. 하지만 태어나기
전까지 어머니와의 연결고리였던 탯줄을 평생 몸에 지니고 있다가, 나중에 죽을 때도 가지고 간다는 것은
출생과 죽음에 대한 철학적 내용입니다. 하늘로
올라간 Lakota 부족 남자들은 지금 모두 도롱뇽 자리에 모여 있고,
여자들은 거북이 자리에 모여 있을 겁니다.
이들 두 별자리는 인접에 있으니 하늘에서 서로 만나기도 쉬울 겁니다. Lakota 부족의 지혜도 엿보이는 아름다운 별자리들입니다.
III. 월하산책
잃어버린 별자리를 찾아서 (19) – 티그리스강
자리 Tigris
(1) 굴곡많은 강생 (江生), 역사의 향기
Tigris (티그리스) 강 자리도 지난 칼럼들에서 말씀 드렸던 Petrus Plancius (플란시우스 1552~1622) 가 만든 별자리 입니다. 이 분에 대한 내용은 지난 호 수탉자리를 참조하시기 바랍니다. Tigris 강 자리도 1612 년 (또는 1613 년) 천구에 처음 등장합니다.
<그림 37 Petrus Plancius 의 천구 (1612 또는 1613) 에 보이는 Tigris 강 자리.
천구를 일반성도 방향과 맞도록
좌우도립 시킨 것. 원본천구 출처 : atlascoelestis.com>
위 그림은 Plancius 의 천구를 일반성도 방향과 맞도록 좌우도립 시킨 것입니다. 오른쪽
황색원 표시 내부의 뱀처럼 보이는 것이 Tigris 강 자리 입니다. 이 그림에선 별자리가 잘 보이지 않으므로 다른 성도 두 개를 일람해 보십시오.
<그림 38 Jacob Bartsch 성도. 초판
1624 년. 위 인용그림은 1661 년 판본.
출처 : 프랑스 Strasbourg 대학교 웹사이트. Université de Strasbourg.
docnum.u-strasbg.fr> .
<그림 39 Issac Habrecht 성도. 초판 1621 년. 위 인용그림은 1666 년
판본.
출처 : 막스 플랑크 과학사 연구소 웹사이트. Echo – Cultural Heritage
Online.
echo.mpiwg-berlin.mpg.de>
<그림 35, 36> 보시면 Tigris 강 자리는 성도 왼쪽에 있는
뱀주인 어깨부터 시작됩니다. 이후
독수리와 백조 사이를 통과하고, 돌고래 머리를 지나 페가수스 목 부분에서 끝납니다. 1612 년 당시 존재하던 기존의 별자리들을
요리조리 피해 다니려니 굴곡 많은 강이 되어 버렸습니다. 이들 별자리 일부는 Sumer 가
원조이지만 모두 그리이스 신화를 포함한 서유럽 문화로 채색되어 있습니다. 비록 굴곡 많은 강생 (江生) 일지라도, 서유럽 하늘에 표표히 흐르는 Sumer 의 강은 은은한 역사의 향기입니다.
(2) 작은여우가 다 마셔버린 강물
Plancius 의 Tigris 강
자리는 1666 년 판본인 Issac Habrecht 성도에 마지막으로 보이고, 1690 년에 출판된
Hevelius 성도에선 보이지 않습니다.
이후의 모든 성도에선 이 별자리가 삭제됩니다. 따라서 밤하늘의 Tigris
강은 1612 년에 나타나 1690 년에
말라버렸으니 78 년 동안 흐른 셈입니다.
Tigris 강은
구약성서에도 그 존재가 명시된 강입니다. 하지만
이 별자리가 만들어지던 1612 년경의 성서에는 Tigris 가
아니라 다른 이름이었습니다. 이
내용은 아래 단락에서 다시 살펴보겠습니다. 하여간 구약성서에도 나오는 장구한 역사의
강을 Hevelius 가 단칼에 삭제한 데는 나름대로 이유가 있을 겁니다.
아마 그리이스나 유럽에 있는 강이 아니고
Sumer 에 있는 강이기 때문일지도 모릅니다. 당시 Tigris 강이 어디 있는지 아는 유럽의 일반인은 그리 많지 않았다고 생각됩니다. 더욱이
Sumer 또는 Mesopotamia 문명의 중요성은 당시 유럽에 알려지지 않았으므로, 삭제하는데 큰 고민은 없었을 듯합니다.
Stellarium 화면을
위 성도방향에 맞추고 그 위에 이 별자리를 그리면 아래와 같이 됩니다.
성도에서 독수리가 날아가는 방향은 Stellarium 그림과는 반대입니다. 녹색 표시한 작은여우자리는 Hevelius 가 1690 년에
성도를 발행하면서 처음 만든 것입니다. 만일 Hevelius 가 속 좁은 사람이었다면, Tigris 강이 자기가
새로 만든 작은여우자리 위치와 중복되므로 과감히 지워버렸을 수도 있습니다. 하찮은 중동 (中東) 의 쬐그만 강이 걸리적거린다고
생각했을지도 모르겠네요.
<그림 40 Stellarium 화면에 그린 Tigris 강 자리. 굴곡을 표시하지 않고 대강의 형태만 묘사함.
서울지역. 2015년 7월 20일 밤 10시. 배경화면 출처 :
Stellarium. 편집 및 추가>
한편 1690 년의 Hevelius 성도가 발행되고 34 년이 지난 1724 년에 Johann Ludwig Andreae (안드레. 1667~1725. 독일) 란 분이 만든 성도에는 Tigris 장 자리가 다시 등장합니다. 그러나 이 성도는 학계에 별다른 영향을 주지 못했습니다. 따라서
Tigris 장 자리는 1690 년에 사라졌다고 인정됩니다. 아래는 1724 년의 Andreae 성도입니다.
<그림 41 Johann Ludwig Andreae 성도와 Tigris 강 자리 부분확대. 1724 년 발행.
출처 : crouchrarebooks.com
(3) 구약성서의 힛데겔
(Hiddekel) 과 Tigris
지난 호에서 Plancius 의
수탉자리 (Gallus) 는 성서에 나오는 수탉이라는 Jacob Bartsch 의 설명을 언급드린 적 있습니다. Jacob Bartsch 은 위의 <그림 35> 성도를 만든 분입니다. Tigris 강 자리가 만들어진 사연은
찾을 수 없었으나, 수탉이나 비둘기 자리 (Columba) 처럼
성서를 참고했다고 알려져 있을 겁니다. 그러나
성서를 참고했다는 것은 단지 표면적 이유라는 생각이 듭니다. 혹시 이것도 Egypt 를
통해 알게 된 Sumer 천문학에 대한 흔적을 남기려는 의도가 아니었을까요 ?
이런 추정에 대해 살펴보려면, 먼저 성서의 어느 부분에 Tigris 강 자리가 나오는지부터 찾아
보아야 할겁니다. 아래의 두 가지
그림과 일부 내용은 지난 한담객설에 올려드린 것입니다.
기억나시도록 다시 보여 드립니다.
<그림 42 창세기 2:10~14. 한담객설 2014년 9월 15일자
재인용>
구약성서의 창세기 2:10~14 부분은
에덴동산이 발원지인 네 개의 강을 설명하는 부분입니다.
네 개의 강 이름은 아래와 같습니다.
1. 비손 강 (Pishon)
2. 기혼 강 (Gihon)
3. 힛데겔 강 = 티그리스
강 (Hiddekel = Tigris)
4. 유브라데 강 = 유프라테스 강
(Euphrates)
우리말 개역개정 판본의 힛데겔 강은 KJV 에는 Hiddekel 로 적혀있지만, NIV 에는 Tigris 로 되어 있습니다. Hiddekel 은 Hebrew 어 입니다.
(4) 탄생의 강, 생명의
강
그런데
Plancius 가 성서를 참고해서 Tigris 강 자리를 만들었다면 두 가지 의문점이
생깁니다. 이런 의문사항과 이에
대한 개인의견을 아래에 정리 드리겠습니다.
1. 당시 유럽에서 사용되던 성서에는 Tigris 란 이름이 아니고,
KJV 처럼 힛데겔 강 (Hiddekel) 으로 적혀있었을 겁니다.
그렇다면 당연히 힛데겔 강 자리 (Hiddekel) 가 되어야 할 텐데,
Tigris 란 이름을 붙인 이유는 무엇일까요 ?
위에 인용드린 성도들을 자세히 보시면 별자리 이름이 모두
Tigris 라고
적혀 있습니다.
2. 성서에는 비손 강 (Pishon) 이 제일 처음 나옵니다. 그럼에도 불구하고
무슨 이유로 세번째 나오는 Tigris 강으로 별자리를 만들었을까요 ?
KJV 는 Plancius 가 Tigris 강 자리를 만들어 그의 천구에 올린 때와 같은 연도인 1612 년에
초판이 발행되었습니다. 위 그림에서
보이듯이 KJV 에 힛데겔 (Hiddekel) 강으로 적혀 있으므로 그이전의 성서에도 (Hiddekel) 로 적혀있었을 것이며, Plancius 는 이런
성서를 보았을 것이란 추정이 가능합니다.
그런데
Sumer 에선 Tigris 강을 Idigna (이디그나) 로 불렀다고 합니다. 다만 Sumer 동부의 Elamite 지역에서만 Tigra (티그라) 로 불렸습니다.
Elamite 지역에서 제국을 세운 Persia 도 계속 Tigra 로 부르다가, 이 단어가 그리이스로 들어가 Tigris (티그리스) 가 되었다고 합니다. 유럽에선 그리이스에서 부르던 Tigris 명칭을 가져다 쓰게 됩니다.
이런 정황으로 볼 때 Plancius 가 진심으로 성서에 충실하려 했다면, 당연히 그 당시의
모든 천주교 및 기독교인들이 쉽게 기억할 수 있는 힛데겔 (Hiddekel) 이름을 썼어야 합니다. Tigris 명칭이 그리이스에서 흘러
들어왔더라도, Plancius 는 원래 그 이름이 Elamite 및 Persia 지역에서 유래된 것임을 알고 있었을지도 모릅니다. 따라서 성서의 힛데겔
(Hiddekel) 을 버리고, Persia 명칭을 씀으로써, 자기가 Sumer 천문학을 알고 있다는 것을 은연 중에 표현하려
했을지도 모를 일입니다.
다음으론 비손 강 (Pishon), 기혼 강 (Gihon) 도 아니고, Tigris 강과 더불어 Sumer 문명의 기반이 된 유브라데 강 (Euphrates) 도 아니고, 굳이 성서에서 세번째로 언급된 Tigris 강인 이유를 살펴 봅니다. 아래 지도 먼저 보십시오.
<그림 43 에덴동산 위치. 출처:
kids.britannica.com 지도에 그림 추가.
한담객설 2014년 9월 15일자
재인용>
비손 강 (Pishon) 과 기혼 강 (Gihon) 의 위치는 지금도 논란이
많습니다. 위 지도에 표시한 에덴동산 (Eden) 이 발원지인 강도 두 개뿐입니다. 아마 구약시대엔 있었지만 이후에 말라버렸을 수도 있고, 지도에는 나타나지 않는 조그만 냇물일 수도 있겠지요. Plancius 가 살던 시대에도 비손 강 (Pishon) 과 기혼 강 (Gihon) 은 흔적이 모호했을 것입니다. Sumer 를 암시하고 싶었던 Plancius 도 존재여부가 불투명한 강을 별자리를 만들 수는 없었을 겁니다.
따라서 후보자는 Euphrates 강과 Tigris 강 두 개만 남게 됩니다. 그런데 지도 보시면, Tigris River 글자는 굵은 글씨로 되어 있고, 강물도 굵게
그려져 있습니다. 반면, Euphrates River 글자는
작은 글씨에 강도 가느다란 선으로 표시되어 있습니다.
이는 Tigris 강이 Euphrates 강보다
강의 폭이 훨씬 크다는 것을 뜻합니다.
Iraq 에 가 본 적이 없어 알 수 없으나, 아마 Tigris 강은 Euphrates 강보다 규모가 컸으며, Sumer 지역을 대표하는 강이었다고 생각됩니다.
이런 두 가지 상황을 종합해보면 Plancius 의 속마음이 짐작됩니다. 그는 학계의 따돌림을 피하려고
Tigris 강이 성서에 나오는 강이라고 소문을 냈지만, 내심 Sumer 의 대표적인 강으로 별자리를 만들고 싶었는지도 모를 일입니다.
지금의 밤하늘은 그리이스 신화를 포함한
서유럽 문화의 산물이라고 말씀 드렸습니다.
이런 낯선 하늘에 황도12궁 자신들이 태어난
Sumer 의 강이 흐르고 있었으니 그들도 고향 땅에 온 듯 편안했을 겁니다. Hevelius 가 키우던 작은여우
(Vulpecula) 가 Tigris 강물을 죄다 마셔버리지만 않았어도 황도12궁의 양부터 물고기까지 모두 목을 축이는 생명의 강이 될 수 있었을텐데, 생각할수록
안타까운 일입니다.
(5) Bartsch 성도로
생각해보는 천동설
1. 태양이 지구에서 네번째 궤도인 이유
Tigris 강 자리와는 관련 없지만, Bartsch 성도의 천동설 모형을 보면서 이번 칼럼 마무리 하겠습니다.
<그림 35> Bartsch 성도는 1624 년에 초판이 발행되었고 위 사진은 1661 년 판본입니다. 이 시시는 17 세기 중반이며
Kepler 법칙들이 발표되고 40 년이나 지난 때이므로,
지동설이 완전히 자리잡았다고 생각하실지 모르겠습니다. 그러나 Bartsch 성도는 AD 150 년에 발행된 Ptolemy (AD 90 ~168) Almagest
에서 체계적으로 정리된 천동설을 따르고 있습니다. 그 이유는 Bartsch 성도가
구시대적인 성도라서가 아니라, 당시에는 지동설이 아직 과학계에 널리 퍼져있지 않았기 때문입니다.
지동설은 Nicolas Copernicus (1473~1543) 와 Galileo
Galilei (1564~1642) 를 거쳐 Johannes Kepler (1571~1630) 에
의해 확립됩니다. 그러나 청천낙성
단락에서 말씀 드린 것처럼, 1700 년대에는 연주시차 같은 지동설의 추가 증거들은 찾지 못한 상태였습니다. 당시 과학자들에게도 고대 그리이스 시대부터
전해오던 지구중심 세계관을 바꾸기 얼마나 어려운지 잘 보여주는 사례인 것 같습니다. 아래 그림은 이 성도의 다른 페이지 및 부분확대도 입니다. 행성들의 순서를 살펴보시기 바랍니다.
<그림 44/45 Jacob Bartsch 성도의 태양계 행성모형 및 부분확대도.
초판
1624 년. 위 인용그림은 1661 년 판본. 출처
: 그림 38 과 동일>
지구를 중심으로 태양계 천체들이 공전할
때의 배열순서를 평범하게 생각해 보겠습니다. 그러면 하늘엔 태양과 달이 가장 크게 보이고,
태양이 가장 밝아 가장 가까울 것 같습니다. 따라서 지구 옆에는 태양이 자리잡을 겁니다. 그 다음에 달이 오고, 금성 – 목성 – 수성
– 토성 같은 순서가 되어야 합니다. 그러나 위 그림을 보시면 지구 – 달
– 수성 – 금성 – 태양
– 화성 – 목성 – 토성
– 순서로 되어 있습니다. 가장 크고 가장 밝을뿐더러 모든 생명의 근원으로 신격화 되던 태양을, 무엄하게도 지구에서 네번쨰 순서로 위치시킨 이유는 무엇일까요 ?
그 이유는 천구상에서 빨리 움직이는 천체일수록
지구에서 가깝다고 생각했기 때문입니다. 태양
및 위 그림에 보이는 행성들의 공전주기와 천구상에서 하루 이동 각거리는 아래와 같습니다.
<그림 46 공전주기 및 천구상 하루이동
각거리. 소수점 네 자리 이하 절사>
위 그림에서 천구상 하루이동 각거리는
평균 각거리 입니다. 외행성은
역행이 확실히 관측되고, 내행성은 잠시 머무는 것 (留) 처럼 보이지만, 먼 항성을 기준으로 행성이
같은 위치에 돌아오는 기간을 한 주기로 봅니다.
천구상 하루이동 각거리가 클수록 하늘에서 빨리 이동하므로 지구로부터 가깝다고 본 것입니다.
그런데 행성들의 공전주기를 다시 살펴보시면, 태양에서 먼 행성일수록 공전주기가 길어 집니다. 얼핏 생각하면, 태양에서 멀더라도
그 보다 가까운 행성보다 공전주기가 더 빨라질 수도 있지 않을까요 ? 예를 들면 화성이 금성보다 훨씬
더 빠르게 움직여서 150 일이나 200 일만에 태양을 한바퀴
도는 경우를 말합니다.
아쉽지만 지금의 우주를 지배하는 물리체계에선
그런 일은 아직 일어날 수 없습니다. 이
사항은 이미 Newton 과 Kepler 의 고전물리학으로
증명되었습니다. 하지만 예외 없는
법칙은 없듯이, 우주 어딘가에서 이런 고전물리학을 깨는 상황도 있을지 모릅니다. 그런 상황이 발견되면 새로운 법칙이 만들어지겠지요. 태양에서 먼 행성일수록 공전주기가 길어지는
이유를 Newton 의 중력공식과 Kepler 의 제3법칙으로 나누어 아래에 정리했습니다.
<그림 47 Newton 의 중력공식과 Kepler 의 제3법칙>
2. 교황 요한 바오로 2세의 언급
참고로 천동설에 대한 교황 요한 바오로 2세 (Pope John Paul II) 의 1992 년 언급을 살펴보려 합니다 (Pope John Paul II. 생존 1920~2005. 재위 1978~2005). 교황 요한 바오로 2세는 재위기간
중에 예전에 이루어진 교회의 과오에 대해 100 여건의 사과를 했다고 합니다. 굳이 이런 이유 때문이 아니더라도, 세계평화에 기여한 그의 업적으로 인해 많은 사람들로부터 존경받는 교황 중의 한 분입니다.
대부분 자료에선 당시 카톨릭 교회가 “지동설을 인정” 했다고 표현되어 있습니다. 그러나 정확히 말하면 “Galileo Galilei 에 대한 종교재판 평결을 철회” 한 것입니다 (Lifting of the edict of Inquisition against Galileo Galilei). 실제내용이야 지동설을 인정한 것이 되겠지만, 표현방법에선 다소 차이가 있습니다.
아래 그림은 미국 Johns Hopkins 대학교가 발행하는 The SAIS Review of
International Affairs 에서 발췌한 요한 바오로 2세의 언급입니다. Journal 원본도 같이 실어 드립니다. 원본은 글자크기가 작지만 한 번 일람해
보시기 바랍니다.
<그림 48 Galileo Galilei 에
대한 종교재판 평결을 철회하면서 교황 요한 바오로 2세가
언급한 내용. 출처 : Johns Hopkins University.
The SAIS Review of International Affairs.
Volume 25. No. 2. Summer-Fall. 2005. P. 67~68. muse.jhu.edu.
번역 : 필자>
<그림 49 위의 내용이 실린 Journal 원본. 출처 : 위
그림과 동일>
위의 언급을 보면, 교회의 권위와 과학발전 사이에서 고뇌하는 교황의 모습이 엿보입니다. Galileo Galilei 나 요한 바오로 2세의 경우는 한 명의 노력이 세상을 얼마나 바꿀 수 있는지 보여주는 사례인 것 같습니다.
<끝>
• 댓글에는 에디터 모드에서도
그림 첨부가 되지 않아 이곳에 올립니다.
<지부장님 댓글에 대한 회신>
안녕하세요.
저도 말씀하신
부분이 궁금해서 자료를 찾아보았습니다.
한 사이트에서
방법을 설명한 부분을 발견했는데, 너무 간단해서 이해는 되지 않았습니다.
그 사이트
주소는 아래와 같습니다.
다른 분들께서도 참고하시도록 이 사이트의 설명을 요약 드려봅니다.
1. 시차 측정용 망원경은
"Split Image Telescope" 라고 부름 (상 분리 망원경).
2. 시차 측정용 망원경은 밝은 별을 보는 것이므로 클 필요는 없으나,
정밀해야 함.
3. 대물렌즈가 반반씩 두개로 나뉘어져 있음.
각각의 반쪽이 각각 별도의 상을 맺으면,
반쪽의 렌즈를 밀어 넣어 (slide) 배경 별의 상이 61 Cyg 위에 오도록 조정함.
4. 그 반쪽 렌즈가 이동한 거리를 정확히 측정해서 시차를
계산함.
이 설명이
이해되지 않아서 그림으로 그려 보았습니다.
상 분리 망원경이 어떻게 생겼는지 몰라 아래 그림이 맞는지 확신할 수 없습니다.
한담객설 – 청천낙성 담천잡담 월하산책 (5)
한담객설 – 청천낙성 담천잡담 월하산책 (3)
별의 본래 광도와 안시 밝기의 관계,
천체의 거리에 대한 상세한 설명 고맙습니다.
61 Cgni 연주시차는 0. 314 초각으로 측정되었는데요
이 각은 1도를 3600개로 나눈 각의 0.314개를 의미하는데요
이 작은 각을 어떤 방법으로 측정했는지 궁긍합니다.
더운 날 건강 조심하세요.