Astro News                                         Serial No 6. Vol No I

                                                                           2nd issue of Apr. 2012

 

                                                  <목    차>

     I. Life with Kaas

       (1) 한담객설 - 금성, 수성 일면 동시통과 보려면 얼마나 기다려야 하나 ?

       (2) 금성 일면통과 주기

       (3) 역사상 최초로 관측기록을 남긴 사람은 누구일까…. Kepler ?

 

     II. Surprise & Mystery

       27년마다 어둠의 사자를 만난다. 마차부자리 <엡실론(ε) 별>

 

     III. Journey to Deep Sky

      목련 꽃 아래서 유령과 차 한잔…. <NGC 3242> 

 

     IV. Moon River Wider Than a Mile 

       (1) 월하삼작 - 달빛 무지개 보시면 10년이 만사형통

       (2) 사족 - 순우리말 <무지개>와 한자 <虹>의 어원

       (3) 지형탐색 - 잔 펀치 얻어맞고 받은 진주목걸이 <Davy Crater Chain>

 

     V. Celestial Events

       (1) 5월21일 – 부분일식, 좀 덜 찬 것도 아름답다

       (2) 5월23일 – 초승달, 초승금성과 이중주

 

     VI. News Forum

       (1) 포말하우트 – 혜성 유령군단이 지킨다

       (2) 우주 팽창 비밀 쥐고 있는 암흑에너지

 

                                               <본    문>

I. Life with Kaas

 

금년엔 금성이 우리나라 많이 생각해 주어서 현충일인 6월6일 아침에 태양 앞을 지나가 준다.

3급 연수 3회차 일정도 이때로 잡혀 있어 우리지부 회원들과 같이 관측하기 좋은 날이다.

다음 번 일면통과는 22세기인 한국시간 2117년 12월 12일이므로 기다리는데 인내력이 좀 필요할 듯.

21세기 두번째이자 마지막 Show Time 이므로 예고편으로 미리 몇가지 살펴본다.

 

(1) 한담객설 - 금성, 수성 일면 동시통과 보려면 얼마나 기다려야 하나 ?

 

 

<금성-수성 일면 동시통과.

 제가 임의로 만든 그림이므로 두 행성 궤적 모양은 무시하시기 바랍니다>

 

수성도 내행성이므로 일면을 통과하며, 금성보다는 공전주기가 빨라 100년에 평균 13번 정도 볼 수 있다고

한다. 바로 지난번 수성의 일면통과는 2006년이었고, 다음 번은 2016년이다.

 

그런데 금성과 수성, 두 행성이 동시에 태양을 통과해주면 관측시간도 절약 되고, 모양도 좋고, 사진도 잘

받고, 여러모로 좋을 것 같다. 두 행성이 <같은 날, 다른 시간> 또는 <같은 날, 같은 시간>에 통과하는

것을 보려면 얼마나 기다려야 하는지 계산한 사람이 있다.

 

수학자 <Jan Meeus>와 <Aldo Vitagliano>의 계산에 따르면, 한국시간 서기 13,425년 9월 19일에 금성

일면통과가 있는데, 금성 일면통과가 끝난 후, 9시간 지나서 수성이 뒤따라 통과한다 . 따라서 안타깝지만

그 날은 두 행성 얼굴을 한 화각에 담을 수는 없다.

 

두 행성이 동시에 통과하는 모습을 보려면 한참 더 기다려서, 69,163년 7월 27일이 되어야 한다.

6만 9천 163년….. 한편, 크게 오래지 않은 미래인 15,232년 4월 6일에는 태양의 <개기일식>이 일어나는

동안에 금성 혼자서 일면 통과한다고.

 

그러면 금성, 수성 일면 동시통과 보려면 왜 이렇게 오래 기다려야 되는지 알아보고 넘어간다.

내행성이 내합à내합 또는 외합à외합이 되는데 걸리는 시간, 그리고 외행성이 충à충, 합à합이 되는데

걸리는 시간을 <회합주기 (Sydonic Period)>라고 한다. 달일 경우엔 <삭망월> 개념이다 (Serial No 5 -

Life with Kaas 참조. 4월 1일 게재).  행성의 회합주기는 지구에서 가까운 행성일수록 길어지고, 지구에서

먼 행성일수록 짧아진다. 또한 내행성, 외행성이 태양 둘레를 정확히 한바퀴 공전하는데 걸리는 시간은

<공전주기 (Siderial period)>라고 하며, 달일 경우엔 <항성월>이다.

 

<금성, 지구 공전궤도>

 

그런데 위의 그림처럼 금성 궤도면은 황도면 (지구의 태양 공전궤도면)에 대하여 3.4도 기울어져 있다.

따라서 내합이 일어날 때마다 금성 일면통과를 볼 수는 없다. 금성이 지구 공전궤도면을 통과할 때 내합이

같이 일어나야 그 때 일면통과를 볼 수 있는 것이다. 이것은 달이 <삭>일 때마다 일식이 일어나지는 않는

것과 같은 원리이다.

 

한편, 금성의 회합주기는 584이고, 지구의 공전주기는 365일이므로 (지구는 당연히 회합주기 개념이 없음)

금성의 5회 회합주기는 지구의 8회 공전주기와 기막히게 일치한다.

금성 584일 X 5회 = 2,920일 = 지구 365일 X 8회. 

 

또한 수성 회합주기는 116일이고, 수성 공전궤도면은 황도면에 대하여 약 7도 기울어져 있다. 일면통과는

금성과 마찬가지 상황이 되어야 일어난다. 따라서 3.4도, 7도, 584일, 116일의 네가지 조건이 정확히 맞을

때 금성-수성 동시패션 일면통과가 가능할 것이다.

 

<금성, 수성, 지구 공전궤도.

 그림에서 보이는 평면상 두 행성이 Transit 표시부분에 동시에 위치하고 (내합),

 그림에선 나타나지 않지만 기울기가 다른 두 행성 공전궤도면이 지구 공전궤도면을

 내합이 일어난 날에 동시에 통과해야 일면 동시통과가 일어난다.

 각도 숫자는 최대이각 표시>   

 

서로 정신 없이 돌아가다 보면 언젠가는 맞을 날 오겠지만, 서기 6만9천163년 달력도 아직 안 나왔는데,

기다리려면 대단한 인내심이 필요할 것 같다.

                                                                                                         - Astro News –

(2) 금성 일면통과 주기

 

 

<Richard Protor의 책 일부>

 

위의 사진은 <Richard Protor>가 1883년 발간한 <Transit of Venus>라는 책 일부인데, 금성 일면통과가

역사상 최초로 예견된 1631년부터 2012년까지의 일면통과 경로가 그림으로 표시되어 있다. 일면통과

경로가 이처럼 두 종류인 이유는, 금성과 지구의 태양 공전궤도 평면이 서로 조금 기울어져 있기 때문이다.

(위의 설명 참조) 

 

"최근 수세기 날짜 기준" 으로 6~7월에 통과하면 금성 공전궤도가 지구 공전궤도 평면을 북쪽에서

남쪽으로 내려가면서 통과하고 (Descending Node), 11~12월에는 남쪽에서 북쪽으로 올라가면서

통과하는 (Ascending Node) 경로가 정확히 묘사되어 있다. 금년 2012년은 6월에 일어나므로 북에서

남으로 내려가는 Descending Node 이다.  똑똑이 Richard…. 

 

한편, 금성의 일면통과 주기는 <8년 à 121.5년 à 8년 à 105.5년>의 순서를 반복한다. 금년 2012년

6월은 이 순서의 두번째 8년 주기이며, 따라서 다음 번 일면통과는 2012년 6월에 105년 6개월을 더하면

2117년 12월이 된다. 

 

금성 일면통과 관측기록 시작부터 가까운 미래까지의 일면통과 일정은 아래와 같다.

(1639년 11월24일 날짜는 영국시간. 나머지 날짜는 모두 한국시간임) 

 

     연 도       일 자         주 기

   ----------------------------------------------------

    1639 년    11월 24일       8.0 년 (당시 영국이 사용하던 율리우스력의 영국시간.

                                              현재 사용하는 달력으론 영국시간 12월4일 (일요일) 

 

    1761 년     6월 7일      121.5 년 (이하 한국시간) 

    1769 년     6월 4일         8.0 년 

 

    1874 년    12월10일     105.5 년

    1882 년    12월 7일         8.0 년

 

    2004 년     6월 9일     121.5 년

    2012 년     6월 6일        8.0 년

 

    2117 년    12월 12일    105.5 년

    2125 년    12월  9일        8.0 년

   -----------------------------------------------------

                                                                                                         - Astro News –

 

(3) 역사상 최초로 관측기록을 남긴 사람은 누구일까…. Kepler ?

 

금성 일면통과는 태양계가 형성되고 계속 일어났겠지만, 독일의 <Johannes Kepler>가 1631년에 일어

난다고 발표한 후에야 비로소 인류가 그 사실을 알게 된다. 그러면 Kepler 가 최초 관측자 였을까 ? 

대답은 “아니옵니다” 이다.  슬픈 일이나, Kepler 는 일면통과 1년 전인 1630년에 58세 나이로 사망한다.

 

이상한 일은, 분명히 1631년 일면통과는 있었는데도, Kepler 가 살던 독일은 물론 유럽 어느 나라에서도

1631년 일면통과 관측기록은 발견되지 않는다. 이유는 간단하다. 그 때 비 왔거나, 밤이었거나인데, 정답은

유럽이 밤일 때 일면통과가 일어났기 때문이다. 혹시 동양에 관측기록이 있는지 저는 알지 못한다.

 

인류가 최초로 예측하게 된 금성 일면통과로부터 8년이 지난후, 영국의 천재 수학자이면서 성직자였던

<Jeremiah Horrocks>는 1639년 11월 24일에 또다시 금성 일면통과가 있을 것을 독자적으로 계산한다.  

이날 11월 24일은 당시 영국이 사용하던 율리우스력 (Julian Canendar)으 날짜이다. 지금은 모든나라가 

그레고리력 (Gregorian Calendar)을 사용한다. 11월24일을 지금 사용하는 그레고리력으로 환산하면 

영국시간으로 12월 4일 (일요일)이다.      

 

<Jeremiah Horrocks가 교회에서 일 끝내고 급히 돌아와 미리 설치해 놓은

 관측도구에 금성의 일면통과가 나타나는지 살펴보는 그림> 

 

당시 그가 계산한 후 남은 시간도 별로 없었고, 홍보수단도 마땅치 않을 시기라서, Horrocks 와  40 km

떨어져 사는 친구 <William Crabtree> 둘만이 1639년의 일면통과를 관측하고 기록을 남겼다. 그러나

아쉽게도 당시 영국의 일면통과는 해지기 전 35분에야 시작되어 일몰까지 겨우 35분밖에 관측이 되지

않았다.

 

안타깝게도 Horrocks는 일면통과 2년후인 1641년, 23세 나이로 사망했는데, 만일 오래 살았다면 지금의

천문학이 얼마나 더 발전해 있을 지 모르는 일이다.  천재단명……. 제가 둔재라서 참 다행이다.

 

 

<Jeremiah Horrocks가 일면통과 관측했던 건물.

 현재의 건물이름은 Carr House. 영국 Lancashire에 있음>

 

 

<Carr House 에 있는 표지석>

                                                                                                          - Astro News –

 

II. Surprise & Mystery

   27년마다 어둠의 사자를 만난다. 마차부자리 <엡실론(ε) 별>

 

 

<엡실론 별로 어둠의 사자가 슬며시 접근하고 있다. illust>

 

우리나라 사람들에게 88개 별자리 중에서 제일 먼저 생각나는 것이 무엇인지 묻는다면 아마도 오리온

이라고 대답하지 않을까 생각한다. <오리온자리>가 어떻게 생겼는지는 몰라도<오리온 초코파이>는

알고 있을 테니까.  초코파이가 천문학 대중화에 막대한 기여를 한다는 사실을 그 제조회사는 알고 있는지

모르겠다. 

 

그 국민 별자리에 있는 베텔게우스 (Betelgeuse) 가 변광성이란 말씀 드리려다 얘기가 엉뚱한 데로

새버렸다. 이것은 광도가 0.2~1.2 등급 사이로 변하는 변광성인데, 아시는 것처럼 적색 초거성이라 크기가

엄청나다. 직경이 11 AU (Astronomical Unit) 라는데, 비유하면 태양이 직경 1mm의 좁쌀 알이라면 얘는

직경이 축구장 크기라고 한다. 풍선처럼 부풀고 줄어들기를 반복하는 맥동변광성 (Pulsation Variable) 이다.

 

또 다른 종류로는 식변광성 (Eclipsing Variable)이 있는데, 두별이 서로 공전하면서 한별이 다른별의 앞을

지나갈 때 광도가 변한다. Perseus 자리의 Algol 변광성( β Persei) 잘 아실 것이다.  식변광성의 변광주기는

수십시간, 몇주 또는 몇달이다.  초신성도 폭발 후에는 광도가 변하므로 폭발변광성 (Explosive variable)

이라고 분류된다.

 

그런데, 식변광성 중에서 변광주기가 무려 27.1년이나 되고, 식이 일어나는 기간도 640~730일이나 되는

별이 있어 소개 드린다. 마차부자리 (Auriga)에 있는 엡실론 (ε)별 (Epsilon Aurigae) 인데, Almaaz 또는

Al Anz로 불린다. 엡실론 별은 초거성으로 질량은 태양의 20배, 직경은 300배, 광도는 60,000배 더 밝다. 

<마차부자리 실제 밤하늘 사진. 오른쪽에 엡실론( ε ) 별이 보인다>

 

 

<마차부자리 성도

  적경 05h/ 01m/ 58.1s 적위 +43eh/ 49’/ 24”

거리 2,000 광년. 안시등급 3.0~3.8 (식현상 없을 때)

 

1821년 독일의 <Johann Fritsch>가 처음으로 엡실론 별에서 변광현상을 목격한 이후로 최근까지 변광

원인에 대해선 미스터리로 남아 있었는데, 식을 일으키는 반성 (Companion Star) 이 그 거대한 크기에

비해서 방출하는 빛이 거의 없는 검은 물체였기 때문이다. 가려지는 밝은 별은 주성 (Primary Star) 이라고

하는데, 이 경우는 엡실론 별이 주성이다.  만일 식을 일으키는 반성이 별이라면 변광주기가 그렇게 길 수는

없을 것이다.  그 때부터 2009년 까지 그 반성의 정체는 신비로 남아 있었다.  

 

1847년 두번째 식 때에는 변광성에 코드를 붙여 유명해진 <Friedrich W. Argelander> 와 <Eduard Heis>가

좀 더 자세한 관측 기록을 남겼다. 1874년에 세번째 변광현상이 일어났고, 다음은 1903년에 발생했다.

 

1928년의 식 때는 <Harlow Shapley> 가 관측하고 주성의 직경은 태양 직경의 100 배라고 주장한다.

그러나 최근의 측정결과는 그의 3배인 300 배로 밝혀진다. 당시 Shapley는 반성을 분광스펙트럼 관측도

했는데, 분광결과에는 수소가 전혀 검출되지 않았다. 그 때까지만 해도 별은 방대한 수소가스로부터 만들

어진다고 믿어져 왔다. 만일 수소가스가 주기적으로 엡실론 별 앞을 지나간다면, 분명히 분광스펙트럼에

수소가 나타나야 하는데, 실제 분석결과에는 전혀 수소가 보이지 않았다. 따라서 그 차폐 물질은 먼지

덩어리로 추정될 수 밖에 없었다.

 

1965년 <Otto Struve>의 제자였던 <Su-Shu Huang>는 반성이 별처럼 생긴 구형이 아니고 거대한 먼지

덩어리 원반이라는 가설을 내놓았는데, 1982년 식 때에도 이를 증명할 수 있는 기구는 없었다.

 

 

<거대한 검은 원반이 엡실론 별을 거의 전체를 가리고 있다.

 원반 중심에는 여러 개 별들이 있다고 추정된다. illust>

 

가장 최근의 식은 2009년 8월에 시작되어 작년 2011년 5월에 끝났다. 스피처 (Spitzer) 우주 망원경이

적외선 망원경으로 관찰한 결과, 결국 거대한 원반 모양의 물체가 식을 일으키는 것으로 밝혀내서

Su-Shu Huang의 가설이 맞다고 증명된다.

 

그러나 더욱 놀라운 것은 이 거대한 원반이 단순히 “먼지 덩어리”라기보다는 “작은 돌덩어리” 처럼 무거운

물질들이 모인 것이며, 그 직경이 무려 20 AU (Astronomical Unit – 태양~지구 거리), 즉 목성이 태양을

공전하는 궤도보다 크다는 사실이다. 아마도 원반 중심부에는 이중성이나 많으면 몇 개의 별들이 있으리라

추정된다. 이런 돌덩어리들이 목성 궤도보다 큰 원반을 형성하고 엡실론을 주기적으로 돌고 있다는 사실에

천문학계는 놀라지 않을 수 없었다.

 

 

<식이 일어나는 현상을 설명하는 illust>

 

 

<엡실론별과 검은 원반의 크기를 비교한 illust.  원반 크기가 목성 궤도보다 크다>

 

2009년 12월에 시작된 식의 과정은 아래와 같다 (한국시간) . 이 때의 식현상을 찍은 사진도 아래에 올린다.

 

2009년 8월 12일  식 시작 

2009년 12월20일  최소광도 시작

2010년 8월  5일  식 중간

2011년 3월 20일  최소광도 종료

2011년 5월 14일  식 종료

 

 

<실제 식현상을 찍은 사진 – Michigan Infrared Combiner Instrument>

 

 

<이전 식현상 때의 광도 변화 그래프. “0” 표시는 식의 중간 부분을 뜻한다>

 

식이 일어나면 평소 안시등급 3.0~3.8 등급에서 광도가 반으로 떨어진다. 엡실론 별은 마차부 자리에서

쉽게 관측할 수 있다. 관측하실 때 그 옆에 웅크리고 있는 거대한 어둠의 사자가 보이시는지 살펴보시기

바란다. 다음 식은 2038년 6월이다. 역시 우주는 넓고, 이상한 애들은 많다.  

                                                                                                          - Astro News –

 

III. Journey to Deep Sky

   목련 꽃 아래서 유령과 차 한잔…. <NGC 3242> 

 

모든 행성상 성운은 <유령>이다. 이미 죽음의 문턱을 넘어섰는데도 빛을 발하며 그 존재를 이어간다.

지난호에서 은둔거사 NGC 3115 만나러 남쪽동네 바다뱀자리 (Hydra) 까지 왔으니, 이 동네 산다는 유령

한 분 더 만나본다.

 

이번에 찾아보는 대상은 <목성의 유령 (Ghost of Jupiter 또는 Jupiter’s Ghost)>으로 불리는 

<NGC 3242>이다. <William Herschel>이 1785년 2월 7일에 처음 관측하고 H. IV 27번으로 목록번호를

남겼다. 이것은 행성상 성운 (Planetary Nebula)인데, “행성상 (Planetary)” 이란 말을 처음 사용한 사람도

William Herschel 이다.

 

Herschel은 그의 관측기록에 이 천체의 색깔이 “목성을 닮았다” 고 적었다. 그 후 약 100년 이 지나서

같은 영국 천문학자인 <William Noble (이름이 William 으로 같다)> 은 이것이 “목성의 유령” 같다고

소개했는데, 그 후 이 별명이 널리 쓰이게 된다.

 

그러나, 제가 아무리 여러 각도로 자세히 보아도 NGC 3242는 전혀 목성과 닮지 않았다. 차갑고 으스스한

푸른 빛나는 눈동자를 닮아서 섬뜩한 모습 때문에 <유령>이란 별명은 이해가 되나,

<목성>을 갖다 붙인 이유는 알 수가 없다. 제 생각엔 Noble이 <유령>이란 말을 생각해내긴 했으나,

아무래도 영국에선 Herschel 이 영웅으로 인식되고 있으므로 자기가 고안한 <유령> 이란 단어에

Herschel이 언급한 <목성>이란 말을 붙인 것 같다. 그래야 자기가 만든 말도 역사에 남을 것이므로.

고래 등 얻어 타기.  

 

 

<광시야 사진. Website of Antihue-Chile

 RC Optical System 14.5” Ritchey-Chretien f/9, AP1200GTO CCD SBIG ST-10XE>

 

 

<중심부 사진 Adam Block

 RC Optical System 20” Ritchey-Chretien f/8.4, Paramount ME, CCD SBIG ST10XME>

 

 

<허블 사진>

 

NGC 3242는 천구적도에서 18도 이상 아래쪽에 있으나 우리나라 봄 하늘에서 남쪽이 트인 곳이면 잘

찾을 수 있다. Star-Hopping 은 개인별로 여러 방법이 있을 수 있으며, 아래에 한가지 예를든다.

NGC 3242 부근 밤하늘을 찍은 사진 올린다.

 

 

<NGC 3242 주변 밤하늘.

 바다뱀자리 (Hydra), 적경 10h/ 24m/ 46.1s 적위 -18도/ 38’/ 32.6”

 거리 1,400~1,600광년 안시등급 8.6등급> 

 

 

<Star-Hopping 예>

 

(1) 지난호에서 바다뱀자리 람다 (λ)별 (Lambda Hydrae)까지 가보았으므로 여기부터 시작한다.

   람다 ( λ )별에서 남동쪽으로 6도 이동해서 4등급 뮤( μ )별 (μ Hydrae) 을 찾는다. 

(2) 뮤 ( μ )별에서 1.5도 남쪽으로 가고 다시 약간 동쪽으로 가면 7.1 등급 및 7.7등급의 두 개

   별이 서로 붙어 있는 것이 보인다. 

(3) 그 둘 중에서 조금 흐려 보이는 별로부터 40분각 (arc minutes) 남서쪽으로 가면 NGC 3242

   찾을 수 있다

 

행성상 성운 보려면 좀 큰 구경이 필요하다. 10 inch 반사 200 x 로 보면 12 등급 백색왜성 중심부가

보이고, 주변 성운은 희미한 푸른색으로 보인다. 계란모양 성운은 35~45초각 (arc seconds) 퍼져있고

자세히 보면 좀 더 밝은 양 끝이 보일 것이다. Narrowband 필터인 UHC (Ultra-High Contrast) 또는

O-III (Oxygen-III) 필터를 사용하면 보다 선명한 해상도를 얻을 수 있다. 미국 TV 방송국 CBS 심벌을

닮아서 <CBS Eye> 라는 별칭도 많이 사용된다. 4월이 가기 전, 달 없는 캄캄한 밤에 담력 테스트

겸해서 유령과 차 한잔 해보시기 바란다.

 

 

<미국 TV 방송국 CBS 심벌>

                                                                                                         - Astro News –

IV. Moon River Wider Than a Mile 

(1) 월하삼작 - 달빛 무지개 보시면 10년이 만사형통

 

 

<밤에만 나타나는 달빛 무지개>

 

햇빛으로 낮에 무지개가 만들어지듯이, 달빛으로도 밤에 무지개가 생긴다. 물론 보기는 쉽진 않다.

우리말로는 <달빛 무지개, 달 무지개>정도가 되겠고, 영어로는 <Moonbow> 또는 <Lunar Rainbow>

라고 한다. 우리나라 같은 북반구 중위도에서는 사계절 중 그나마 여름철에나 관측이 가능한데, 나타

나도 한 시간 이상은 지속되지 않는다고 한다. 보시게 되더라도 너무 흐릿해서 일곱 색깔을 눈으로

구별할 수는 없다.  따라서 색깔은 머리 속으로만 상상하시고 카메라 노출 시간을 충분히 늘려서 촬영

하셔야 될 것 같다.  

 

달빛 무지개 생기는 환경을 살펴보면, 달빛이 밝은 보름달 전후 3일 동안만 가능하고, 달의 맞은 편에

약한 비가 내린 후, 그쪽 하늘이 충분히 어두워야 된다.  초저녁 황혼이 끝난 직후 하늘이 깜깜해지기

시작했을 때 보이는데, 만일 일몰직후부터 시간이 너무 지나면 달의 고도가 너무 높아져 달 무지개가

생기는 환경이 되어도, 지평선에 가까워져 볼 수 없다는 것. 가장 적당한 달의 고도는 40~43도 일 때

라고 한다.  아래에 사진 두 장 더 올린다.

 

 

<일몰 직후처럼 보인다>

 

 

<달빛 무지개 쫒아가기>

 

위의 조건들을 보면 우연히 달빛 무지개 마주치기란 거의 불가능해 보인다. 그나마 조건이 되어도 비가

안 와주면 꽝이므로, 항상 운무가 형성되어 있는 대형 폭포 지역에선 볼 수 있는 확률이 당연히 높아진다.  

달빛 무지개 자주 볼 수 있는 장소도 관광명소라는데, 몇군데 열거하면 아래와 같다.

 

Skye 섬 (영국, Scotland 서부해안)              Yosemite 국립공원 (미국, California)

Cumberland 폭포  (미국, Kentucky)             Waimea 지역 (미국, Hawaii)

Victoria 폭포 (Zambia – Zimbabwe 국경) 

 

 

< Victoria 폭포 – 항상 운무가 있어 보름달에 맑기만 하면 볼 수 있다>  

                                                                                                         - Astro News –

 

(2) 사족 - 순우리말 <무지개>와 한자 <虹>의 어원

 

칼럼 주제와 관련 없지만, 머리도 식힐 겸, <무지개>란 순우리말이 어떻게 생겼는지 어원을 네이버 지식

백과 찾아 보았다. 두가지 가설이 있었는데, 첫번째는 <물+지게>가 변형된 것이라는 설이다. 여기서

“물”은 “물방울”의 물이다. 두번째는 <믈+지게>인데, 여기서 “믈”은 “색깔”의 엣날 우리말이라고 한다.

 

“지게”라는 말은 “대문”의 순우리말 이다. 큰 문은 門으로 쓰고, 작은 문은 戶(호)로 썼는데, 가가호호처럼

집을 의미하기도 한다. 보통 집에는 출입구가 한 개이니까 그런 것 같다. 戶 란 한자는 지금도 “지게 호”

로 부른다. 물+지게 또는 믈+지게 à 므지게 à 무지개로 변형과정을 겪었다고 한다.

 

요약하면 <물방울로 된 문> 이거나 <색깔 있는 문> 두가지 가설인데, 첫번째 가설이 이해하기 쉬워

다수설인 것 같고, 두번째 설은 알아주지 않는 것으로 보인다. 두번째 소수설을 주장하는 분에 의하면

고대인들이 어떻게 무지개가 “물방울”로 만들어진다는 과학적인 생각을 했을까라는 것이다. 그들과

눈높이를 맞춰야 한다고 주장한다.

 

그러면 무지개를 뜻하는 말로 많이 사용되는 한자 <虹>은 왜 모양이 그런가 ? 제가 학생시절에, 예쁜

무지개 뜻에 더럽게 생각되는 虫 (벌레 훼)가 들어있어 이상하게 생각한 적이 있었다. 한자로 무지개란

단어는 <虹, 蝀, 蝃, 螮, 霓> 등이 쓰이는데, 발음은 순서대로 <홍, 동, 철, 체, 예> 이다. 마지막 <예>자

제외하고는 모두 虫가 들어가 있음을 알 수 있다. 虫의 오른쪽 글자는 발음 요소이다. 虫 의 본래 발음은

<훼> 인데, 근래엔 蟲 의 약자로서 <충>으로도 읽는다. 벌레 한마리는 <虫-훼>이고 여러 마리 모여

있으면 <蟲-충>인지…. 하여간 위에서 열거한 마지막 글자 <霓-예>자는 그래도 <雨>자가 들어있으니

좀 과학적이다. 그 아래에 붙은 <児-아>는 발음 요소. 

 

당시는 인터넷이 나오기 전이라 알아보기도 마땅치 않아 잊고 살다가 성인이 되어 갑골문에 대한 잡서를

읽게 되었는데, 거기에 해답이 될 만한 단서가 있어 다른 몇가지 책들을 찾아본 적이 있다. 殷시대 갑골문

내용은 <무지개가 북쪽으로부터 나와 황하에서 물을 마신다>는 시적인 표현이다. 나중에 알고 보니 그

들이 보고 느낀 생각을 가감 없이 그대로 말한 것이었다.

 

예전에 중국에선 무지개를 <커다란 뱀 모양의 상상의 동물>이 하늘에서 등을 구부리고 있는 형상으로

여겼다고 한다. 무지개는 <그 동물이 강이나 호수에 물 마시러 내려 온 것>이라고 생각했다는데, 이런

전설은 세계 몇몇 원주민 사이에도 있다고 한다. 그 뱀 모양 동물은 상상의 동물이라고도 하고, 어떤

자료에는 뱀 또는 용이라고 되어있다. 그러나 이 동물을 표현하기 위해 <벌레 虫>를 썼으므로 확실치는

않으나 뱀이나 용은 아닌 것 같다. 간혹 중국인들이 축제에서 무지개 색을 입힌 용을 갖고 노는데, 이것은

무지개 어원과는 상관 없다고 생각된다.

 

아래 그림은 위에서 말씀 드린 殷시대 갑골문에 나오는 <무지개 虹>을 제가 컴퓨터로 그려 본 것이다.

뱀 모양 동물 오른쪽 끝이 입 같고, 왼쪽이 꼬리처럼 보인다. 동물이 물 마시고 있는 모양이라면 믿어주실까? 

 

 

<무지개 虹의 갑골문>

 

아마도 중국에선 포유류만 동물로 생각하고 파충류는 벌레로 생각했는지 모르겠다. <벌레 虫>가 붙은

한자 중에서 동물이름을 찾아보았더니 아래와 같이 온갖 곤충, 파충류 등이 다 모여 있었다.

 

    <벼룩, 이, 지렁이, 파리, 모기, 구더기, 개미, 거미, 개구리, 올챙이, 조개, 민물조개, 무명조개, 게,

     소라, 땅강아지, 잠자리 뱀, 거머리 회충, 요충, 벌, 하루살이, 누에, 나방, 나비, 지네, 번데기,

     매미, 방아깨비, 도마뱀, 베짱이, 달팽이, 두꺼비, 메뚜기, 개똥벌레, 버마재비, 귀뚜라미>

 

아름다운 무지개가 벼룩, 회충, 거머리 들과 같이 분류된다니, 안타까운 일이다. 어쨌거나, 중국인들은

무지개를 엄청 좋아해서 <虹>자를 지명, 건물명 등 많은 곳에서 찾을 수 있다. 상해의 예전 공항이름은

<虹桥–홍교> 공항이고, 윤봉길 의사가 거사를 일으키신 공원도 <虹口公園–홍구공원> 이다.

 

달빛 무지개를 한자로 표현하면 <월홍>인데, 찾아보니 국어사전에도 나와있었다. 그러나 월홍 보다는

달빛 무지개란 순우리말이 훨씬 더 아름답다. 한자 虹 이나 영어 Rainbow 나 모두 순우리말 무지개의

아름다움을 쫓아오진 못한다고 생각한다. 글자 모양도 아름답고, 소리도 예쁘고, 발음하기도 좋고

(우리나라 사람인 경우에) …. 

                                                                                                       - Astro News –

 

(3) 지형탐색 - 잔 펀치 얻어맞고 받은 진주목걸이 <Davy Crater Chain>

 

1994년 7월, <슈메이커-레비 (Shoemaker-Levy 9)> 혜성이 산산조각 난 채로 일렬로 늘어서 목성

품에 안기는 우주 쇼가 벌어졌다. 이 사건의 진행과정은 인류가 그 전까지는 알지 못했던, 우주에 대한

새로운 시각을 제시한 한 편의 드라마였다. 그런데 엉뚱하게도 이 일로 인해 달에 있는 잘 보이지도 않고

이름도 알려지지 않은 어떤 지형에 대한 미스터리도 같이 풀리게 된다.

 

달이 상현을 1~2일 지난 월령 8~9일경이면 드디어 달 중앙무대에서 활동하는 세 명의 스타 트리오,

<Ptolemaeus, Alphonsus, Arzachel> 이 등장한다. Ptolemaeus 서쪽을 보면 직경 36 km의 <Davy> 와

60 km 의 <Davy Y>가 보인다. 배율을 높여 Davy Y 의 평원을 자세히 관찰하면 동서방향으로 진주 목걸이

처럼 작은 Crater들이 일렬로 늘어서 있는 것이 보이는데, <Davy Crater Chain> 또는 <Catena Davy>

라는 지형이다. 길이는 약 45 km이고, 진주 알들은 기껏해야 직경 1~2 km 정도이다.

 

 

<이 칼럼에 나오는 지형들의 위치. 가운데 부분에 Davy Carter Chain이 있음>

 

 

<Davy Carter Chain과 주변의 Ptolemaeus,  Alphonsus,  Arzachel>

 

 

<Davy Carter Chain 각각의 이름. 모두 6개 Carter에 이름이 붙어 있음>

 

 

<Apollo 12호가 위의 사진과는 다른 각도에서 찍은 근접 사진>

 

문제는 인류가 달을 밟은 지 25년이 지난 1994년까지도 도대체 이 진주 목걸이가 만들어진 과정을 제대로

설명할 수는 없었다. 달에는 동쪽경계 부근 <Rheita Valley> 같은 직선형 골짜기나 달 중앙부분

<Corpernicus> Crater 근처의 도랑 모양 지형들은 많이 보인다. 그러나 이것들은 모두 주변에 위치한

대형 Crater, Basin이 형성되면서 그곳에서 나온 분출물의 2차 충격으로 만들어진 것이다. 

 

예를 들어 Rheita Valley 는 <Mare Nectaris (감로주의 바다)> 에 어떤 물체가 충돌하면서 거기서 튕겨나온

분출물의 2차 충격으로 만들어진 것이다. 따라서 계곡 방향은 Nectaris 를 향해 뻗어있다.  또한 2차 충돌물은

항상 멀지 않은 곳에서, 낮고 비스듬한 각도로 표면과 충돌하게 되므로 

지형이 장방형 아니면 길쭉한 도랑 모양으로 형성된다.

 

 

<Rheita Valley>

 

그러나 Davy Crater Chain 은 각각의 Carter 들이 모두 진주알 같은 원형이므로 표면과의 충돌 각도는

상당히 높은 각도였음을 알 수 있다. 어떤 물체가 그런 각도에서 충돌하면서 이렇게 정교하게 일렬로

Crater 들을 만들어 냈는지가 풀리지 않는 의문이었던 것이다. 그런데 슈메이케-레비 혜성이 갑자기

수십개의 작은 분신들로 변신하며 목성에 충돌하는 쇼를 보여주자 달 과학자들을 괴롭혀왔던 오랜

숙제가 바로 풀리게 된다.

 

실제로 슈메이케-레비 혜성 충돌 직후, 별도의 달 연구소 2 개 팀이 Davy Crater Chain 형성에 대한 논문을

발표하고 학계의 인정을 받게 된다. 달에 접근하던 물체는 지구의 조석력으로 부서지고 충돌은 달에 했다는

설명인데, 부서진 충돌물들이 왜 지구로 오지 않고 달로 갔는지 저는 모르겠다.  어쨌거나 오래 전 은하계에

떠도는 전설에 의하면, 지구가 맞기 싫어 도망간 사이에 엉뚱하게 달이 잔 펀치 여러 대 얻어맞고 상으로

훌륭한 진주 목걸이 한 개 목에 걸게 되었단 말들이 전해오던데.

 

< Davy Crater Chain이 만들어 질 때는 이런 상황 아니었을까 ?

  그림은 목성 충돌을 표현한 것>

                                                                                                          - Astro News –

 

V. Celestial Events

(1) 5월21일 – 부분일식, 좀 덜 찬 것도 아름답다

 

 

<부분일식 사진.

 우리나라의 이번 부분일식에선 태양이 이런 모양은 아니다. 아래 그림 참조>

 

사람이 모든 면에서 완벽하면 별로 정이 안가고, 뭔가 좀 모자란 듯해야 매력적인 것이 사실이다. 그렇다고

한참 모자란다면 얘기가 달라지겠지만.  개기일식이 <완벽한 우연>의 극치라면, 부분일식은 <2 % 부족>의

아름다움이 아닐까 한다. 저는 그 2 % 부족함을 해결하려다 항상 10 % 오버하는게 단점이지만….

 

금년의 <행성 쇼> 중에서 5월부터 드디어 메인 이벤트가 시작된다. 그 첫번째는 5월21일을 전후한 부분

일식, 또는 금환일식이다.  아쉽게도 우리나라에선 부분일식만 볼 수 있고, 금환일식 보려면 중국 남부

혹은 일본 남부를 다녀오는 수 밖에 없다. 내친 김에 미국 여행 다녀오셔도 된다.

 

우선 일식이 일어나는 지역을 아래에 살펴 본다. 이미 원치복 지부장님께서 Kaas 홈페이지 <공개자료실>에

1월25일자로 상세한 자료를 올려 놓으셨다. 아래의 자료가 중복이 되지만, 간단히 설명 드리고 넘어간다.

 

 

<가운데 검은 띠가 금환일식대이다. 그 아래와 위의 % 표시는 가려지는 대강의

 태양 면적을 의미한다. 우리나라 지역별 % 는 아래의 표 참조>

 

일식 (Solar Eclipses) 은 달이 태양과 지구 사이를 지나며 지구에 그림자를 드리울 때 (삭) 일어난다.  만일

태양-달-지구가 정확히 일렬로 정렬하고 달이 평소보다 지구에 가까이 놓이면 (근지점, Perigee) 지구에서

볼 때 태양이 모두 달에 가려져서 개기일식 (Total Eclipses)이 일어난다.

 

그러나 달이 지구에서 먼거리에 위치하면 (원지점, Apogee) 태양 전부를 가리지는 못하므로 지구에서

태양을 볼 때 일식이 일어나는 중심부 지역은 태양이 반지모양 (Annulus)으로 보이는 금환일식 (Annular

Eclipses) 이 일어나고, 주변부 지역은 사과 베어먹은 모양의 부분일식 (Partial Eclipses) 이 된다. 

 

 

<금환일식>

 

달은 우리나라 시간 5월20일 새벽 1시13분에 지구와 원지점이 된다. (4월1일 게재 Serial No 4 - Celeatial

Calendar 참조). 이 때 달은 지구에서 406,437 km 떨어져 있다. 바로 그 다음날 5월21일이 삭인데

(아침 8시47분), 삭이 되기 약 2시간 전부터 우리나라 부분일식이 시작된다. 

 

한편 이번 일식은 원지점일 경우에 일어나는 일식이므로 금환일식 또는 부분일식이 일어나며 지역에 따라

태양 직경의 최대 94 % 또는 태양 면적의 89 % 가 가려지는 것을 볼 수 있다. 우리나라의 지역별 부분일식

시간과 서울지역에서 보이는 태양의 시간대별 모양을 올려 드린다.

 

지 역     일 자     시 작    최 대   종 료      지속기간    최대로 가려지는

                                                            태양 면적

--------------------------------------------------------------------------------

서 울   5월 21일    06:23    07:32    08:48     2시간 25분     80%

대 전   5월 21일    06:21    07:29    08:47     2시간 26분     83%

부 산   5월 21일    06:19    07:28    08:47     2시간 28분     87%

--------------------------------------------------------------------------------

(자료출처: 한국천문연구원)

 

아래 그림은 한국천문연구원 발행 <천문력>을 참고하여 제가 편집한 그림이다. 태양 위상의 대강의 모습만

표현한 것이므로 보실 때 참고 바란다.

 

<아침 6시 30분>

 

 

 <아침 7시 정각>

 

<아침 7시 32분 (최대)>

 

<아침 8시 정각> 

 

 

 

<아침 8시 30분>                                    

                                                                                                           - Astro News –

(2) 5월23일 – 초승달, 초승금성과 이중주

 

 

<초승달, 초승금성에 접근>

 

5월23일 일몰 직후 서쪽하늘엔 초승달이 금성에 접근한다. 이 때는 금성도 초승달 모양인데, 망원경으로

본다면 아래 그림처럼 보일 것이다. 달은 그 면적의 4 % 만 보이고 금성은 7 % 만 보인다. 이 날 금성

직경은 51 초각 (arc seconds)으로 관측되는데, 6월6일 태양면을 통과할 때는 직경이 58 초각으로 커진다.

 

 

<망원경으로 본 금성의 위상> 

 

                                                                                                          - Astro News –

VI. News Forum

(1) 포말하우트 – 혜성 유령군단이 지킨다

 

가을 밤하늘의 유일한 1등성은 남쪽물고기 자리 (Piscis Austinus)에 있는 포말하우트 (Fomalhaut) 이다.

우리나라 같은 북반구 중위도 가을 하늘에는 페가수스 사각형 이외에는 볼 만한 대상도 없어 포말하우트

인기가 대단하다.

 

허셜우주망원경 (Herschel Space Observatory) 연구팀은 최근 포말하우트를 원적외선으로

(Far-infrared) 촬영한 사진을 공개했다. 이 사진의 먼지 벨트를 연구한 결과, 그 전에는 알려지지 았던

새로운 사실들이 알려졌다.

 

 

<허셜우주망원경이 70 micron 파장의 원적외선 찍은 사진>

 

우선 이 별에 대해 대해 간단히 살펴본다.  지구에서 25 광년 거리에 있는 포말하우트는 나이가 2~3억년

밖에 안되는 어린 별이다. 직경은 태양의 1.8배, 질량은 2.1배이나 밝기는 16배나 된다. 

특이한 점은 거대한 먼지 벨트 (Dusty Belt, Dust Disk) 가 별을 둘러싸고 있는데, 1980년대에 와서야

그 존재를 알게 되었다.

 

먼지 벨트 온도는 -230 ~ -170 ℃ 정도 되며, 포말하우트가 먼지 벨트 중심에서 약간 남쪽에 위치 하므로

남쪽이 북쪽보다 다소 온도가 높다. 먼지 벨트는 강한 적외선을 발산한다. 2008년에 허블 망원경이 먼지

벨트 안쪽에서 행성 한 개를 발견해냈다. 이는 가시광선으로 발견한 최초의 외계행성으로 기록된다.

 

아래는 허블 망원경이 Coronagraph 를 사용해 찍은 사진으로, 중앙 포말하우트의 밝은 빛 때문에 태양의

코로나 촬영처럼 중심부를 가리고 찍은 사진이다. 가운데 흰 점은 실제의 포말하우트가 아니고, 그 위치만

표시한 점이다. 오른쪽 하단 사각형은 행성 위치 표시이다.

 

 

<허블망원경 사진>

 

아래 그림은 포말하우트계와 태양계를 비교한 그림인데, 우리 태양계와 형태가 유사하다. 태양계도 좁게

보면 화성과 목성 궤도 사이에 소행성대 (Asteroid Belt) 가 있고, 좀더 시야를 넓히면 해왕성 바깥에

카이퍼 벨트 (Kuiper Belt)가 존재한다. 포말하우트의 먼지 벨트는 직경이 약 316 AU 이며, 우리 시선

방향에서 24도 기울어져 있다. 중앙 포말하우트로부터 안쪽 고리까지 거리는 133 AU, 고리의 폭은

25 AU 이다. 포말하우트 위치는 그림처럼 원반 중심에서 약 15 AU 떨어져 있다.

 

 

<포말하우트계와 태양계 비교>   

 

새로운 연구결과를 보면, 먼지벨트를 구성하는 물질은 지름이 몇 백만분의 1 미터 (meter) 임이 밝혀졌다.

그 이전에 허블 망원경이 가시광선으로 찍은 사진 연구결과는 크기가 이보다 10배는 더 컸다. 허셜망원경은

원적외선으로 촬영하므로 크기 구별에 있어선 가시광선인 허블망원경 보다 더 정확한 결과를 보여준다.

그런데 입자들이 이렇게 작다면 태양풍처럼, 포말하우트에서 나오는 빛 때문에 작은 먼지입자들이 벨트

바깥으로 날라가야 하는데 먼지 벨트 형태가 잘 유지되는 이유를 설명하기 곤란했다.

 

허셜우주망원경 연구팀 발표에 따르면, 직경이 1 km 되는 혜성들이 매일 서로 2,000번 충돌 (4,000개

혜성이 사라짐) 하거나 또는 직경 10 km 되는 혜성이 2번 충돌 (4개 혜성이 사라짐) 하면서 먼지 벨트가

유지된다고 한다. 이런 충돌이 계속 유지되려면 먼지 벨트안에는 최대 83조개의 혜성이 있어야 한다고.

우리 태양계 외곽 오르트 구름 (Oort Cloud) 에도 비슷한 숫자의 혜성들이 있다고 추정된다.

 

가을 밤하늘 표표히 빛나던 포말하우트가 알고 보니 매일 4,000 개씩 죽음의 문턱을 넘는 유령군단이

지키는 유령의 제왕이었다. 포말하우트란 이름은 아랍어의 <폼 알 하우트>에서 유래되었다는데, 번역하면

<고래 입> 또는<물고기입 >이라고 한다. 평소 쓰는 말로 하면 <믈고기 주둥이> 정도 되겠다.  

                                                                                                           - Astro News –

 

(2) 우주 팽창 비밀 쥐고 있는 암흑에너지

 

지구의 사막에서만 신기루가 보이는 게 아니고 우주에도 신기루가 있다. 먼 거리에 있는 천체가 그 앞에

놓인 거대한 다른 천체의 중력으로 인해 2개 이상의 이미지로 분리되어 보이는 것을 중력렌즈 (Gravitational Lensing) 라고 하는데, 이것을 우주의 신기루 (Cosmic Mirage)라고도 부른다.

 

일본 천문학자 <Masamune Oguri>가 이끄는 연구팀은 10년 동안 약 10만개의 퀘이사 (Quasar)

를 분석해서 그 중에서 중력렌즈 효과 보이는 50개의 퀘이사를 골라 연구한 결과, 우주 팽창 속도가 점점

빨라진다는 것을 입증했다고 발표했다. 이것은 암흑에너지 (Dark Energy) 의 존재를 입증하기도 한다.

중력과 달리 공간을 밀어내는 힘 (척력) 을 발생시키는 어떤 다른 에너지가 존재해야 하는데 이 에너지를

암흑 에너지라 부른다.

 

예전에는 초신성 폭발을 이용해 우주의 팽창 속도를 관측해왔으나 1900년대 초에 와서 암흑에너지 개념이

등장해 우주 팽창을 설명하게 되었다. 그러나 당시는 이를 입증할 수 있는 천체들이 많이 없었고, 이론이

불확실해 인정을 받지 못하고 있었다. 이번 연구로 중력렌즈 이론을 바탕으로 암흑에너지 가설이 더욱

세밀한 구조를 갖추게 되었다.

 

아래 사진은 이번 연구에서 새로 발견된 중력렌즈 퀘이사 <SDSSJ1226-0006>이다. 바탕 사진은 SDSS

(Sloan Digital Sky Survey) 이미지로, 잘 보이진 않으나 퀘이사가 명확히 분리되지는 않는다고한다.

오른쪽 사각형 안의 사진은 허블 망원경 사진인데, 퀘이사가 두 개로 구별되어 보인다. 가운데 노란 천체는

중력렌즈를 일으키는 거대은하이다. 

 

 

<퀘이사 SDSSJ1226-0006>

 

아래 그림은 암흑에너지로 인해 공간 팽창이 가속되면서, 거대 은하가 만들어내는 중력렌즈 효과도 같이

커지는 것을 표현한 것이다. 빛이 점점 더 큰 각도로 휘어지면서 지구에서 보이는 퀘이사 사이의 거리도

늘어난다. 암흑물질 및 암흑에너지 모두 존재하는 것 같기는 한데, 아직 정체는 확실히 알 수 없는 것들이며,

현재의 우주 대부분을 (어떤 자료에는 97 %) 구성하고 있다고 한다.  

 

 

<가속되는 우주팽창과 중력렌즈 효과>

 

                                                                                                       - Astro News – <끝>