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밤하늘에서 가장 아름다운 산개성단인 프레세페에 접근하는 화성을 살펴보고, 망원경의 초점을 우리은하의 핵이라고 할 수 있는 처녀자리 은하단에 맞추어 보자.

5월은 밤하늘을 관측하기에 가장 좋은 조건을 갖춘 달중의 하나이다. 하늘은 자주 맑은 상태를 유지해주고 날씨도 어느 정도 따뜻해져서 밤하늘을 지키는데 별 무리가 따르지 않는다.

은하들은 전 공간에 고르게 퍼져있는 것이 아니고, 느슨하게 모인 집단이나 빽빽한 무리를 이루고 있다. 우리은하, 안드로메다은하, 그리고 약 24개의 작은 은하들이 국부은하군을 이룬다. 최근의 연구에 따르면 이 국부은하군이 적어도 3천개의 은하들로 이루어진 처녀자리 초은하단의 변두리에 있는 것으로 알려졌다. 이 광대한 집단의 핵에는 처녀자리 은하단이 있다.

약 50조개의 별들이 모여있는 M87은 우리은하 보다 최소한 5배 이상 크다는 것은 의심할 여지조차 없고, 이 거대은하들이 은하단의 핵 근처에 있는 것은 우연이 아닌 것 같다. 그들은 전체 처녀자리 은하단의 중심점(중력의 중심)을 형성한다. 은하단의 구성 은하들이 중력적 인력에 의하여 묶여있고 가장 큰 은하들은 그것의 중추를 지배하는 것 같다.

달이 없는 어두운 밤을 택해서 천천히 별들 사이로 당신의 은하 사냥을 시도해 보라. 서두른다면 당신은 매력적인 모습들을 놓칠 것이다. 8인치 망원경으로는 날씨 좋은 밤에 모든 은하들을 기입할 수 있을 것이다. 그러나 몇 개는 예외니까 만약 처음 몇 번의 시도에서 어느 정도 놓쳤다해도 실망하지 말라. 기억하라. 당신은 7천만 광년이나 되는 먼 공간을 응시하고 있다는 것을…

이달의 행성

■ 새벽하늘의 파수꾼, 금성

이달 7일 최대광도가 되는 금성은 밝기가 -4·5등급까지 밝아진다. 시직경은 이달초 42초의 크기에서 이달말 27초 정도로 작아 진다. 비록 시직경은 작아지지만 위상변화는 초생달모양에서 반달 모양으로 변해가고 있다.

이달 금성은 보통 새벽 3시가 조금 넘어서 뜨게 되는데, 이때는 태양도 하지점을 향해 적위가 커지는 때이므로 아침 천문박명 시간은 3시 30분경부터 시작된다. 즉 금성이 뜨기 시작하면서 실질적으로 다른 천체의 관측을 마치게 되므로, 부담없이 파래져 가는 새벽하늘에서 독야청청하는 금성을 감상할 수 있을 것이다.

■ 명왕성 층

톰보가 발견한 태양계 마지막 행성 명왕성이 이달 18일에 충이 된다.

밝기가 14등급 정도이므로 12인치 이상의 구경이 필요하고, 사진을 찍어도 이것의 존재를 확인하려면 사진 성도가 있어야 한다. 명왕성의 궤도는 해왕성의 궤도를 침범하고 있는데, 현재 해왕성 궤도 안쪽에서 움직이고 있으므로 지금 상태로는 해왕성이 태양에서 가장 먼 천체가 된다.

■ 새벽에 지는 목성

봄철의 별자리에서 모든 별빛을 평정하며 영원히 지지 않을 것 같던 목성은 금성이 떠오르는 새벽에 서쪽하늘로 지기 시작한다. 그러나 밝기가 -2.3등급이나 되고 시직경도 40초대를 유지하므로 아직 관측적기다. 3월에도 언급했듯이 시간을 정하고 5일 정도만 계속해서 관측하면 목성에서 볼 수 있는 모든 현상을 훌륭히 관측할 수 있으니 영 현상이나 대적반 관측에 도전해 보라 !
 

■ 아름다운 토성과 유성우를 함께!

헬리혜성을 모혜성으로 갖고 있는 물병자리 유성우가 아름다운 토성과 어우러져 5월의 밤하늘을 더욱더 빛나게 하고 있다. 이 유성우는 이달 3일과 4일 사이에 절정을 이루고, 11일까지 꾸준히 맨눈으로 볼 수 있는 별똥들이 떨어질 것이다. 적어도 시간당 20개 정도의 별똥을 기대할 수 있고, 가끔 화구(광도가 매우 큰 유성)도 나타날 수 있다.

■ M44와 화성의 접근

화성은 이제 밝기가 1·2등급 이하로 어두워지고 시직경도 6초대 이하로 떨어져 더이상 아마추어의 망원경으로 표면을 관측하는 것이 무의미해졌다.

그러나 화성은 다시 한번 우리의 관심을 끄는 행동을 시작한다. 쌍둥이자리에서 역행과 순행을 반복하며 헤매던 화성은 이제 빠른 속도로 순행을 계속하며 별자리 사이를 이동해가게 된다. 이 과정에서 이달 9일 부터 15일 사이에 게자리의 감마 델타 세타 에타별들이 이루는 사각형을 관통하게 된다.

13일에는 유명한 산개성단 프레세페(M44)에 아주 근접해 더욱더 환상적인 모습이 될 것이다. 보통 프레세페는 큰 시직경으로 인해 망원경으로는 한 시야내에서 볼 수 없기 때문에 쌍안경으로 관측을 해야만 이 성단의 아름다움을 만끽할 수 있다. 밝기와 크기 때문에 1백mm 이상의 망원렌즈로 쉽게 훌륭한 모습의 사진을 찍을 수 있다.

91년 목성이 게자리에서 역행과 순행을 반복하며 프레세페에 접근했을 때를 참고해 보면, 심지어 50mm의 표준렌즈로 15초 정도의 노출을 주어 찍어도 프레세페의 윤곽과 화성의 존재를 기록할 수 있는 것은 물론이고, 귀여운 게자리 전체의 모습이 찍혀져 나온 사진을 얻을 수 있을 것이다.

밤하늘에서 가장 아름다운 산개성단중의 하나이면서 가장 큰 것들이기 때문에 별을 보기 시작하는 사람들에게 제일 먼저 보여주는 것이 플레이아데스 성단과 프레세페 성단 이다. 이만큼 프레세페 성단은 도심에서 조차도 일반인에게 쉽게 밤하늘의 신비를 느끼게 해줄 수 있다. 그러나 처음 망원경을 만져 본 사람이 이 대상을 겨냥하기란 만만한 것 만은 아니다. 그러나 이번 달에는 9일과 15일 사이에 1등성의 화성을 맞추면 자연스럽게 시야내에 프레세페가 보여지게 되므로 초보자나 일반인이 찾아볼 수 있는 좋은 기회가 될 것이다.

이달의 성운·성단/처녀자리 은하단
 

이 지역에서 제일 먼저 관측하게 되는 것은 처녀자리 은하단의 심장부에서 오른쪽, 즉 머리털자리와 경계를 이루는 처녀자리의 북쪽부분에 있는 M84와 M86이다.

이 두개의 밝은 타원 은하들은 서로 17분 밖에 떨어지지 않았기 때문에 특별히 고배율이 아닌 한 한 시야 내에서 관측할 수 있다. M86은 9.2등급의 밝기와 7.4분x5.5분의 크기를 갖는 M84보다 약간 더 크고 밝음에도, 이 두 은하들은 대부분의 망원경에서 매우 비슷한 모습으로 보여진다.

작은 망원경에서 이것들은 낮은 표면 밝기의 성운기와 같은 희미하고 가느다란 헤일로들에 의해 둘러싸인 밝은 중심부를 갖는 회색빛의 타원체로 보인다. 좀 더 커다란 망원경을 사용하게 되면 같은 시야내에서 타원은하 NGC4435와 나선은하들 NGC4388, NGC4402, NGC4438 등을 어렴풋이 볼 수 있다.

M84와 M86 쌍의 남동쪽으로 약 1.5도 되는 곳에는 천체 물리학자들의 굉장한 관심을 끄는 거대 타원은하 M87이 자리잡고 있다. 가장 크고 밝은 은하들중의 하나로 알려진 이 은하는 라디오파와 X선방출의 강력한 원천이다. 이렇게 강력한 에너지의 방출은 이 은하의 중심으로부터 나선상으로 퍼져 나오는 발광 분출물에 기인한다.

이 분출은 1918년 릭 천문대의 커티스가 찍은 사진에서 발견되었다. 천문학자들은 강력한 에너지의 분출이 M87의 핵으로부터 나오는 것으로 믿고 있다. 많은 다른 활동적인 은하들의 핵으로부터도 이러한 현상이 있을 것으로 가정하고 있다. 결국 이러한 가정은 은하의 중심에 거대 질량을 가진 검은구멍이 존재할 것이라는 결론에 도달하게 하고 있다.

관측에 따르면 M87은 M86의 밝은 변형체와 같이 보인다. 8.6등급의 밝기와 7.2분x6.8분의 크기를 갖는 은하에 존재하는 분출은 너무 멀고 희미하기 때문에 보통 망원경으로는 관측하기 어렵다. 하지만 커다란 상 크기를 제공해주고 장시간의 노출을 줄 수 있는 대구경의 망원경이라면 사진으로 분출의 모습을 찍을 수 있을 것이다.

저배율의 접안렌즈를 사용해서 M87을 보고 있는 중이라면 한 시야내에서 두개의 희미한 타원은하 NGC4476과 NGC4378을 함께 볼 수 있다. M84/M86쌍의 북서쪽으로 약 1.5도 되는 곳에는 밝고 경사진 나선은하 NGC4216이 있다. 이것은 사실상 머리털자리와 경계되는 곳의 꼭대기에 놓여 있는 것이다. 10등급의 NGC4216은 투명도가 좋은 밤하늘이라면 커다란 파인더내에서 빛의 얼룩으로 보일 만큼 충분히 밝은 대상이다.

커다란 망원경에서는 매우 희미한 빛의 아지랭이와 같은 것에 둘러싸인 타원형 중심이 드러날 것이다. 밝은 별 하나가 이 은하의 동쪽으로 1분도 못되는 곳에 위치하고 있다.

M87의 동쪽에는 여러개의 흥미로운 은하들이 놓여 있다. 먼저 M90은 작은 망원경에서 타원형 조각이나 무정형으로 보여지는 밝은 나선은하다. 이 은하는 9.5등급의 밝기와 9.5분x4.7분의 크기를 갖는다. 6인치 망원경 고배율에서 희미한 빛의 거대한 헤일로 내에 갇힌 성운기의 응축된 밝은 타원체로 보여진다. 시상과 투명도가 좋은 날 10인치급 이상의 훌륭한 망원경을 사용한다면 이 은하의 나선팔이 암흑성운에 의해 얼룩져 있다는 사실을 알 만큼 은하 내부를 상세히 볼 수 있다.

M90의 남서쪽으로 45분 정도 떨어진 곳에는 조그마한 타원은하 M89가 있다. 8.9등급 밝기의 이 은하는 4.2분의 직경을 갖는 원형의 대상이다. 특징이 없어 흥미를 끄는 대상은 아니지만 이것의 남동쪽 약 1도 되는 곳에는 아마추어들에게 훌륭한 대상인 M58이 자리하고 있다. 이 대상은 크고 밝은 나선은하로 작은 망원경에서 거의 원형에 가까운 아지랭이와 같이 보인다. M58은 자세한 모습을 볼 수 없음에도 불구하고 이것의 크기와 밝기는 대부분의 아마추어 망원경을 통하여 강한 인상을 받기에 충분하다.

처녀자리은하단 중심부에서 한참 아래로 내려와 까마귀자리와 경계를 이루는 곳에는 처녀자리에서 가장 훌륭한 은하가 자리잡고 있으니 그것이 M104다. 은하중심부를 양분시키는 암흑대의 현저한 모습 때문에 솜브렐로은하로 알려진 M104는 우리의 시선 방향에 자신의 옆면을 보여주고 있다. 이 은하의 밝기는 8등급이고 크기는 8.9분x4.5분 이다.

M104는 대부분의 아마추어 망원경으로 쉽게 관측할 수 있으며 먼지띠에 의해서 양분된 모습이 마치 UFO 비행선 모양을 하고 있다. 대구경의 망원경을 이용하게 되면 은하의 중심부에 있는 밝은 판이, 양 옆에서 바깥쪽으로 퍼져있는 성운기의 거대한 방원에 의해서 분리되어 있는 모습을 볼 수 있을 것이다. 이 솜브렐로 은하는 하늘 상태가 좋은 밤하늘에서 환상적인 모습으로 우리에게 다가올 것이다.

처녀자리에는 밤하늘에서 작은 나선은하들 중 가장 훌륭한 것 중의 하나인 M61이 있다. 캄캄한 밤하늘은 우리에게 이것의 미묘한 나선팔과 점핵의 흔적을 확인할수 있는 기회를 제공해줄지도 모른다.
 

사람은 크기를 각으로 인식한다

1분보다 작으면 모두 점

한 물체의 끝과 끝으로부터 나오는 빛과 우리 눈이 이루는 각이 그 물체의 크기각이다. 이 각의 크기를 가지고 우리는 물체의 크고 작음을 판단하게 된다.

이 크기각은 물체의 고유 길이와 눈으로부터의 거리에 각각 비례해서 커지고 작아진다. 같은 거리에 있는 63빌딩과 쌍둥이 빌딩은 절대 크기가 큰 63빌딩이 크게 보이지만, 눈앞의 연필과 비교하면 연필이 더 크다고 느껴진다.

지상의 물체는 거리가 바뀔 수 있으므로 물체의 크기각이 항상 변할 수 있지만, 우리가 바라보는 밤하늘에 존재 하는 것들은 대부분 거리변화를 무시 할 수 있으므로 크기각이 변하지 않는다. 태양계의 행성들 조차 그 변화가 절대적으로 아주 작다. 그러므로 밤 하늘의 모든 대상들은 그 크기를 각으로만 나타내면 망원경의 한 시야에서 볼 수 있는지를 판단할 수 있는 충분한 자료가 된다.

즉 이 크기각만 같으면 실제 크기나 거리에 관계없이 우리에게는 같은 크기로 보이고 사진을 찍어도 같은 크기로 찍히게 된다.

각을 표현할때 보통 원을 360도, 직선을 180도, 직각을 90도로 나타내듯이 '도'라는 단위를 쓴다. 그러나 천체들의 크기가 1도 보다도 작기 때문에 더 작은 단위인 '분'과 '초'라는 단위를 쓰게 된다. '분'은 1도를 60등분하고 '초'는 1분을 다시 60등분한 것이다. 즉 1도는 60분이고 3천6백초가 되는 것이다. 예를들면 1㎝를 1㎞거리에서 봤을 때의 각이 1초이다.

인간 눈의 분해능은 두 물체가 보통 1분의 각이 벌어졌을 때 두개로 인식하게 되고, 1분 이상의 크기를 가질 때 표면적이 있는 것처럼 보게 된다. 예로 목성이 충일 때 그 크기가 45초 정도 되고 금성이 가장 접근했을 때 약 55초 정도다. 이는 1분보다 작기 때문에 점으로 밖에 안보이지만, 달은 31분이나 되기 때문에 표면적이 있는 것으로 보이는 것이다. 물론 망원경을 이용하면 분해능을 증가시킬 수 있다.