올 3월은 목성과 그 위성들을 관측하기 가장 좋은 시기다. 또 달이 별을 먹는 성식을 자세히 관측해보자.
겨우내 추위에 움츠려있던 만물들이 3월의 봄바람을 맞아 기지개를 펴며 활동준비를 서두르기 시작한다. 끝까지 버티고 있던 산골짜기의 눈들도 녹기 시작하여 개울이 부푼 느낌을 받게 한다. 밤하늘에서도 변화가 일기 시작하여 1등성들로 수 놓아진 화려한 겨울철의 별자리들이 동쪽 하늘을 맹수의 왕, 사자에게 양보하고 서쪽하늘로 물러나기 시작한다. 또 이 달의 보름달은 올해 볼 수 있는 가장 큰 달이므로 유난히 밝게 빛날 것이다.
이달의 행성
■거대 행성, 목성의 충
3월은 목성을 보기에 가장 좋은 시기다. 이 거대 행성은 이달 30일에 충이 된다. 이 때 태양 지구 목성은 일직선상에 놓인다. 그러므로 지구에 있는 우리가 보게 될 목성은 하늘에서 태양의 정반대 방향으로부터 나타나게 된다. 즉 해가 지면서 떠오르기 시작하여 다시 해뜰 무렵에 지게 된다.
처녀자리와 함께 떠오르는 목성은 밝기가 -2.5등급이나 되기 때문에 망원경 없이도 쉽게 행성임을 알아 볼 수 있을 것이다. 참고로 이 정도의 밝기는 처녀자리의 1등성 스피카보다 약 25배 정도 밝은 것이다. 그리고 목성의 시직경은 44초 정도로 1월에 화성이 최접근했을 때의 크기 15초보다 약 3배의 크기다. 이것은 목성의 궤도가 화성의 궤도보다 약 3.2배 먼 반면에 적도 반경의 크기는 약 21배 가량 크기 때문이다.
이처럼 목성의 접근으로 인해 밝기와 시직경이 증가했을 때 관심있게 보아야 할 것은 목성의 표면 줄무늬와 대적반, 그리고 영(影)현상 등이다. 먼저 표면 줄무늬에 대해 알아보자. 보통 때 우리는 목성표면에서 두개의 커다란 줄무늬를 보게 되는데, 이것은 남적도 벨트와 북적도 벨트라 부르는 것이다. 그런데 목성에는 이것말고도 여러개의 줄무늬가 존재하고 있다. 단지 어둡고 작아서 목성이 멀리 있거나, 망원경 성능이 좋지 않아 보이지 않았던 것 뿐이다. 4인치 이상의 망원경을 준비하고 시상이 좋은 상태를 기다려 관측한다면, 이번 달에 북적도 벨트 아래에 있는 여러개의 줄무늬를 볼 수 있을 것이다.
남적도 벨트를 자세히 관측하다 보면 계란모양의 물체가 걸쳐 있는 모습을 볼 수 있는데 이것이 대적반이라는 것이다. 이것은 보통 때 명암이 선명하지 못하여 보기 힘든 만큼 이번 기회를 놓치면 안된다. 목성 관측에서 빼놓을 수 없는 것이 영현상인데, 의외로 영현상을 본 이가 많지 않다. 영현상은 목성의 위성이 목성 본체 앞을 지나갈 때 위성의 그림자가 생기는 것으로 명암이 뚜렷하여 작은 망원경으로도 쉽게 관측할 수 있다. 대적반을 보는 것과 영현상의 관측은 장시간에 걸쳐 목성을 보는 사람에게는 자연스럽게 따라오는 것이다.
목성관측 때 적도대를 따라 일렬로 배열돼 있는 갈릴레오위성(목성의 4대 위성, 이오에우로파 가니메데 칼리스토)의 움직임을 관찰하면, 각각을 확인할 수 있다. 이것이 확인되면 영현상을 예측할 수도 있을 것이다. 이와 같은 경우 공전주기가 약 1.8일 정도밖에 안되므로 2~3시간의 관측으로도 움직임을 감지할 수 있다. 궤도반경이 가장 작으므로 항상 목성 본체에서 멀리 떨어지지 못한다.
목성의 자전주기는 약 10시간 가량밖에 안되므로 매일 같은 시간에 1시간씩 5일간만 목성관측을 하면 목성의 전 표면을 관측할 수 있다. 물론 대적반도 볼 수 있다.
■금성의 고별 행진
영원히 지지 않고 서쪽 하늘을 밝힐 것 같던 금성은 이달 1일 시적경이 변하지 않는 유를 기점으로 급격히 태양과의 이각이 줄어들어 31일 경부터는 더 이상 서쪽하늘에 나타나지 않는다. 금성은 샛별이라는 자기의 이름에 걸맞게 4월달부터는 동쪽의 새벽 하늘에서 올 1년을 지내다가 내년 2월경 다시 초저녁의 서쪽 하늘로 돌아오게 된다.
이달 비록 금성의 지평고도가 낮아지지만 밝기는 아직도 -4등급 정도를 유지하므로 해진 후 시민박명 시간(일반 사람이 어둠을 처음 느끼는 시간)이 되면 금성을 찾을 수 있다.
눈 여겨 봐야 할 것은 금성의 위상 변화와 시직경의 크기 변화다. 위상은 초생달보다 가느다란 형태로 변해가는 반면 시직경의 크기는 10일 경부터 40초대를 넘어서기 시작하여 말일에는 60초에 육박하게 된다. 이것은 충일 때의 목성 시직경보다 훨씬 큰 크기다.
그리고 4월 31일에는 금성이 태양보다 먼저 떴음에도 불구하고 나중에 지는 기이한 현상이 있다. 즉 새벽에 금성을 보고 초저녁에 다시 금성을 볼 수 있는 이상한 현상이 일어난다. 물론 금성이 태양에 접근해 있어 쉽지는 않겠지만….
■어두워지는 화성
화려한 겨울철의 1등성들 사이에서 왕 노릇을 하던 화성은 지구와의 거리가 멀어져 시직경이 10초보다 작아지면서 밝기도 줄어들기 시작한다. 마치 오리온이나 큰개와의 싸움에서 패해 위축된 느낌이다. 한참 밝을때 쌍둥이 자리를 박차고 나오더니 이제는 카스토르나 폴룩스와 힘을 합치려는 듯 그들 쪽으로 접근하기 시작한다.
이 때의 화성은 이미 천정 근처에 떠있기 때문에 해가 진 후 하늘이 어두워지기 시작하면 관측을 시작할 수 있다. 자세한 표면무늬나 극관의 관측은 중구경 이상의 망원경을 갖고 있지 않는 한 힘들다.
■새벽 하늘의 토성
이달 20일 이후 새벽하늘에서 지평선을 타고 떠오르는 토성의 장대한 모습을 볼 수 있다. 밝기는 0.9등급 정도이고 토성 본체의 시직경은 약 16초 정도. 물론 고리의 시직경은 이것보다 훨씬 커서 목성 정도의 크기가 될 것이다.
■달의 크기는 일정하지 않다
달의 궤도는 원이 아니라 궤도 이심률이 0.0549인 타원이므로 지구까지의 거리는 항상 같지 않게 된다. 어떤 때의 달은 유난히 커 보이고 또 다른 때의 달은 이상히 작아보이는 것은 이런 이유에서다. 이 달의 보름달이 최접근(지구와의 거리 35만 6천5백22km)하여 올해 볼 수 있는 가장 큰 달이 되고 그믐달 전의 작은 달이 최고로 멀어져(월령 28.6의 달, 지구와의 거리 40만 6천6백37km) 가장 작은 달이 된다.
이 두 달의 크기 차이는 12% 정도이므로 2백mm급의 망원렌즈로 촬영해도 크기 차이를 확인할 수 있다. 1천mm 이상의 망원경으로 직초점 촬영하면 훌륭한 사진이 될 것이다.
■별을 먹는 달(성식)
달이 태양을 가리는 현상을 일식이라 하고 별을 가리는 현상을 성식이라 부른다. 달은 시직경이 30′(분)이나 되고 가장 가까운 천체이기 때문에 항상 밤하늘의 별이나 먼 하늘물체들을 가리게 된다. 달빛이 밝아 가려지는 물체가 어두울 때는 성식의 관측이 어려우므로 중요하지 않지만, 행성이 가려지거나 5등급 이내의 별들이 가리워질 때 우리의 주목을 받게 된다. 특히 식을 일으키는 달이 초생달에 가깝거나 그믐달에 가까울 때는 장관을 이루므로 우주의 신비를 체험할 수 있는 좋은 기회가 될 것이다.
이번 달 초 1일과 3일 월령 7.9와 9.2의 달이 각각 황소자리 카파(κ)성과 게성운 M1을 가리는 성식이 일어난다. 게성운은 어두워서 관측이 어려울 것이지만 황소자리 카파(κ)성은 4.4등급이므로 관측하는데 별 어려움이 없다. 이 별은 달의 어두운 부근에 접근해 있다가 19시 10분경부터 달속에 파묻혀 사라졌다가 20시 40분경이 되면 달의 밝은 부분으로 나오게 된다. 정확한 식의 시작 시간과 끝 시간을 재보기 바란다.
이달의 성운 성단
고물자리에는 메시아 목록 중 유일하게 행성상 성운을 포함하고 있는 산개성단 M46이 위치하고 그 옆에는 밝은 산개성단 M47이 광시야의 망원경에서 한 시야에 들어온다.
고물자리에는 이것 말고도 여러개의 밝은 산개성단이 있어 아마추어들의 망원경이 많이 겨냥되는 지역이지만, 별자리를 대표할만한 밝은 별이 없어 일반인들에게는 잘 알려지지 않은 별자리다.
이 별자리는 큰개자리의 약간 동쪽지역에서 시작하여 남쪽으로 넓은 영역을 차지하고 있다. 우리지방에서는 지평선에 짤려 별자리의 전체 모습을 볼 수는 없다. 이 달에 이 별자리는 천문박명 시간(어두워져서 별 관측이 가능해지는 시간)이 시작되면 거의 남중한 위치에 있고 고도도 적당하기 때문에 관측이 용이할 것이다.
■M46
파인더의 중앙에 시리우스를 맞추고 동쪽 방향(적도의 가대라면 적경축만 돌리면 된다)으로 14°(도)정도 움직여 가면 파인더 십자선 밑으로 약간 치우친 곳에 두개의 희뿌연 물체가 붙어있는 것이 보이는데 이것이 M46과 M47이다. 좀더 동쪽 방향에 있고 어두운 것이 M46이다. 이 성단은 우리로부터 약 5천4백광년 떨어져 있는 것으로 시직경 약 28′(분)의 영역에 14등급 이상의 별들을 약 2백여개 정도 포함하고 있다. 총 밝기는 6등급 정도다. 이 성단의 중앙 밀집도는 평방 파섹(Parse${c}^{2}$)당 9.25개의 별이 모여있고, 전체적으로는 평방 파섹당 0.74개의 별이 모여 있다.
이 성단은 크기가 거의 보름달만큼 크기때문에, 부분 부분의 밝기는 어두워서 하늘 상태가 깨끗하지 않으면 잘 보이지 않는다. 그러나 대기상태가 적당할 때 시야를 꽉 메우는 희미한 별들의 모습은 압권으로 다가온다. 그리고 대기상태가 아주 좋을 때 8인치 이상의 망원경을 사용하면 성단 중심에서 북동쪽으로 10′ 정도 치우친 곳에서 상당히 크고 (직경 약 1′) 퍼져있는 행성상 성운을 볼 수 있는데 이것이 NGC2438이다.
이것은 1827년에 존 허셸이 처음 발견한 것으로 같은 시선방향에 있기 때문에 겹쳐 보이는 것일 뿐 M46과는 아무런 관계가 없다. 거리도 2천9백광년 밖에 떨어져 있지 않다. 이 사실은 성단의 구성별들 시선 속도가 41.4km／초인 반면 성운의 시선속도는 77km／초라는 관측 사실로부터 알 수 있다. 이 성운은 중심성을 갖고 있지만 16등급으로 어두워서 대구경의 망원경이 있지 않는 한 관측이 불가능하다.
M46에 대한 메시아의 1771년 4월 19일의 기록은 다음과 같다.
"매우 작은 별들의 모임. 별들은 좋은 망원경이 없으면 분해되어 보이지 않는다. 이 집단은 작은 성운기를 포함하고 있다."
■M47
총 광도가 4.4등급이나 되어 맨눈으로도 보이는 이 성단은 약 1천6백광년 떨어져 있다. 실제 크기는 직경이 12광년 정도이며 우리가 보게 되는 시직경은 32′(분) 정도다. M47은 상당히 밝은 별들을 몇개 포함하고 있는데, 이 밝은 다섯개 별의 평균 광도는 7.2등급이나 되고 형태가 오리온자리의 벨트 부근을 닮았다. 이 성단의 중앙 밀집도는 평방 파섹당 16개의 별이 모여있고 전체적으로는 평방 파섹당 0.62개의 별이 모여있다. 특히 이 성단을 관측할 때 중앙에 밀집돼 있는 밝은 별들에만 관심이 가기 때문에 전체 크기가 작은 것으로 착각하기 쉽다.
오랫동안 이 성단은 메시아가 기록한 위치에서 발견되지 않았기 때문에 잃어버린 메시아 목록으로 간주됐다. 그러나 1934년 토마스는 M47과 NGC2422가 같은 것이라 했고, 1959년 모리스는 메시아가 이 성단의 위치를 표시할 때 실수한 것이라고 주장했다. 그래서 지금 이 성단은 1785년에 월리암 허셸의 발견으로 인해 얻은 2422라는 숫자와 1771년에 메시아의 발견으로 얻은 2478이라는 숫자를 모두 갖게 되었다.
메시아의 기록에서는 "M46으로부터 조금 떨어진 곳에 위치하는 이 성단이 M46보다 좀 더 크지만 성운기는 포함하지 않는다"라고 했다.
■M93
큰 개자리의 뒷다리를 이루는 몇개의 밝은 별들 중 δ성에서 동쪽으로 9°(도)가량 이동하면 고물자리 ξ성이 나타나는데, 이 별의 북서쪽으로 1.5° 떨어진 곳에 M9301이 위치한다. 약 80여개의 별들로 이루어져 있고 3천6백광년 떨어져 있으면서 직경 약 18광년의 영역에 퍼져 있다. 우리가 보게 되는 시직경은 22′ 정도다. 6등급 정도로 꽤 밝고 상당히 밀집된 성단이다. 중앙 밀집도는 평방 파섹당 26개의 별, 전체적으로 0.75개의 별이 있다. 자세히 관측해보면 삼각형 모양의 별들이 새가 날개를 펼친 모양을 하고 있고, 성단의 가운데에는 동서로 갈라진 암흑대와 여러개의 빈 공간들이 있다.
행성과 지구의 위치
■내합/지구-내행성-태양 순으로 일직선이 된 경우를 말하며 행성이 태양과 같은 방향에 있기 때문에 관측할 수 없다.
■외합/지구-태양-내행성 순으로 일직선이 된 경우이며 역시 관측할 수 없다.
■합/지구-태양-외행성 순으로 일직선이 된 때를 말하며 외행성에 한하여 쓰는 용어다.
■충/외행성-지구-태양 순으로 일직선이 될 때이며 외행성과의 거리가 가장 가까운 때다. 또 태양 정 반대쪽에 위치하므로 밤새 관측할 수 있다.
■이각/지구에서 보았을 때 태양과 행성이 이루는 각을 말하며 지구에서 보아 행성이 태양의 동 서 어느 쪽에 있는지에 따라 동방이각 또는 서방이각이란 한다. 위치상 내행성은, 이각이 어느 이상의 값을 가질 수 없으며 이때 한계가 되는 각을 최대각이라 한다. 수성의 최대이각은 28°이고 금성은 48°이다. 외행성의 이각은 최대 1백80°이며 이는 곧 충을 의미한다.
■구/행성의 이각이 90°일 때를 말하며 내행성은 구를 이룰 수 없다. 역시 태양의 동 서 어느 쪽에 있는가에 따라 동구와 서구로 나뉜다.
행성의 시운동
행성들도 다른 별들처럼 일주운동을 하지만, 매일 또는 일정 기간의 간격을 두고 정해진 시각에 관측해보면 조금씩 위치가 변하는 것을 알 수 있다. 이것은 행성과 지구가 서로 다른 속도로 태양 주위를 공전하기 때문에 일어나는 현상이다.
■순행/행성이 서에서 동으로(공전 방향으로) 이동하는 상태를 말한다. 따라서 적경이 증가한다.
■역행/행성이 동에서 서로 이동하는 상태이며 적경은 감소한다.
■유/순행에서 역행으로, 또는 역행에서 순행으로 옮겨가기 직전 잠시 천구상에서 움직이지 않고 머물러 있는 상태다.
