1백35년만에 지구를 방문한 스위프트-터털 혜성이 남기고 간 화려한 별똥들의 축제를 감상한 후 여름의 대삼각형에 숨겨진 아름다운 성운들을 찾아보자.
한낮의 찌는듯한 더위로 유명한 8월의 밤하늘은 낮과는 대조적으로 아마추어 천문가들에게 기장 친절히 자신의 모습을 볼 기회를 제공해준다.
대기 상태는 안정되어 있고, 한밤중에도 선선할 뿐 전혀 춥지 않기 때문에 추위에 대한 두려움 없이 밤하늘을 대할 수 있다. 새벽에 망원경 렌즈나 거울에 생기는 심술쟁이 이슬도 좀처럼 나타나지 않는다.
더구나 올해는 1백35년만에 지구를 방문한 스위프트-터털혜성이 남기고 간 잔해들이 지구의 대기권과 충돌하며 빛을 발하는 별똥들의 화려한 천체쇼가 펼쳐진다. 또 누구에게나 이름다움과 신비감을 줄 수 있는 토성이 충이 되므로 최고의 관측 호기가 된다. 여름철의 대삼각형을 이루는 견우와 직녀 그리고 백조의 꼬리별 데네브를 중심으로 한 먼하늘(deep-sky) 물체의 모습들은 우리들로 하여금 잠시도 하늘에서 눈을 뗄 틈을 주지 않는다. 별똥(유성)의 개수를 세면서, 아령성운의 아름다운 모습을 감상하면서 시간을 보내다보면 어느새 새벽녘이 되고, 이때 남동쪽으로 부터 떠오르는 오리온자리의 장대한 모습은 자기고 모르게 "와아"하는 감탄을 자아내게 한다.
페르세우스 유성우
8월 밤하늘의 황홀함 중 가장 으뜸은 거의 매일 청명한 하늘에서 별 사이를 질주해 가는 유성들의 모습이다. 아마도 현대의 가장 유명한 유성우는 이달에 나타나는 페르세우스 유성우일 것이다. 더구나 페르세우스 유성우는 보통의 관측자들이 가장 쉽게 복사점(별똥들이 떨어지기 시작하는 점)을 찾을 수 있도록 해준다.
많은 나라에서 페스세우스 유성우는 '성 로렌스의 눈물'로 불려진다. 왜냐하면 그가 순교한 날인 258년 8월 10일이 이 유성우의 극대기와 비슷하기 때문이다. 페르세우스 유성우에 속하는 별똥들은 빠르게는 7월 25일경 부터 간헐적으로 떨어지기 시작하는데 하늘 상태가 어두우면 어두울수록 많은 별똥을 볼 수 있다.
관측자들에게 흥미있는 계획은 매일 관측 가능한 시간을 선택한 다음 매시간당 보이는 유성의 개수를 하나하나 세는 것이다. 유성 출현의 극대가 되는 8월 중순까지는 날짜가 지남에 따라 시간당 떨어지는 숫자가 조금씩 증가할 것이다.
지구가 이 유성우의 모혜성인 스위프트-터털혜성의 궤도에 가장 접근하는 8월12일경이 올해 가장 많은 별똥별을 볼 수 있는 날이 될 것이다. 아니 올해뿐만 아니라 당분간 볼 수 있는 유성우중 가장 화려하고 훌륭한 유성우가 될 것이다. 왜냐하면 보통 모혜성의 근일점 통과를 전후하여 유성우가 활발해져 많은 별똥이 떨어지게 되는데, 그중에서도 근일점 통과 후 혜성의 먼지꼬리가 쳐지게 되는 혜성의 뒤쪽편은 더욱더 활발하게 된다. 근일점 통과전인 91년과 92년의 페르세우스 유성우가 대활황이었던 것을 생각한다면 올해의 이 유성우가 어느정도의 황홀한 모습으로 우리에게 다가올 것인지 상상이 가지 않을 정도이다(과학동아 93년 1월호 참조).
92년의 유성우 관측자료와 스위프트-터털 혜성의 궤도로부터 구해지는 페르세우스 유성우의 극대 시각은 세계시로 11.95일, 즉 우리 시각으로는 12일 08시경이다. 그러므로 우리가 관측하기에 알맞은 시각은 11일 자정 경부터 아침 천문박명이 시작되는 12일 04시경까지일 것이다. 이날의 달은 하현달이 뜨기 때문에 그렇게 커다란 영향을 미치지는 않는다.
유성 관측의 A B C
자, 그럼 금세기 최대의 유성우가 될지도 모르는 이 유성우를 어떻게 감상하고 기록할 지를 알아보자.
첫번째 방법은 단순히 유성의 개수만을 세는 것이다. 페르세우스 자리는 자정쯤 북동 쪽에서 떠오르게 되므로 이 부근의 하늘에 시선을 집중하고 있으면 저녁 천문박명이 시작되는 9시경부터는 별똥이 보이기 시작할 것이다. 물론 이때의 별똥 개수는 많지 않고 느린 속도로 하늘을 움직여 가지만, 지평선을 박차고 오르는 무척 신기한 모습을 보여 줄 것이다. 시간이 지나면서 나타나는 별똥의 개수가 증가하고, 하늘을 가르는 속도도 자정을 넘으면서 급격히 빨라진다. 이때부터는 단순히 개수를 세는 것도 쉽지 않으므로 동전이나 돌과 같은 도구를 이용하는 것이 좋고, 간단한 필기구를 사용하여 정확히 기록하는 것도 좋다. 이러한 기록은 관측장소가 까만 밤하늘인 시골이라면 더욱 좋겠지만, 도시 하늘에서의 기록도 나름대로의 중요한 의미를 가질 수 있다. 왜냐하면 다른 곳의 기록과 비교하여 지역의 투명도나 광해 정도를 파악할 수도 있기 때문이다.
두번째 방법은 좀더 정확하게 이 유성우를 기록하는 것이다. 즉 유성의 개수는 물론이고 각각의 추정밝기 및 궤적을 기록하는 것이다. 이러한 관측을 위해서는 사전 준비가 필요하다. 우선 페르세우스 자리를 중심으로한 성도를 10장쯤 복사한다. 되도록이면 한 페이지에 넓은 영역이 나와 있는 성도를 택한다. 그리고 별똥의 밝기와 비교될만한 주변부 별들의 밝기도 조사하여 알아두어야 한다. 반드시 랜턴과 연필도 준비한다.
별똥이 떨어지기 시작하면 그때마다 이미 조사한 주변부의 별들과 밝기를 비교하여 광도를 추정하여 기록하고, 아울러 성도상에 이 유성의 궤적을 그려 넣는다.
11일 밤 9시부터 12일 새벽 4시까지 기록할 예정이라면 처음 4시간 정도는 시간별로 한장의 성도에 기록하고, 나중의 3시간은 30분 간격으로 성도를 달리하며 기록하는 것이 좋다. 왜냐하면 자정을 넘어서면서 유성의 개수가 급격히 증가하기 때문이다. 페르세우스 유성우를 모두 기록하기 위해서는 혼자의 힘만으로는 부족하고 서너명이 함께 하면 좋다. 여럿이 기록할 때 주의할 점은 같은 유성이 중복되지 않도록 해야 한다. 가장 좋은 방법은 돗자리를 깔고 서로 발을 맞대고 누워 하늘의 영역을 세분하여 자기가 맡은 곳으로 떨어지는 유성우만 자기가 기록하는 것이다.
세번째 기록 방법은 사진 관측이다. 많은 천체 사진을 찍어본 사람이라 하여도 유성의 모습을 자기 사진에 담아본 사람은 무척 드물다. 그만큼 별똥을 찍기 위해서는 운도 따라야 한다. 그런데 이번의 유성우 때는 조금만 정성을 기울이면 쉽게 별똥 사진을 찍을 수 있다. 준비물은 B셔터가 있는 카메라, 릴리즈, 삼각 받침대, ASA400 이상의 고감도 필름 등이다.
촬영 방법을 좀더 세부적으로 살펴보자.
① 카메라 시야를 복사점 근처에 고정시키고 장시간 노출을 주어 촬영한다. 이것은 촬영방법이 간단하므로 초보자에게 권하고 싶은 방법이다. 카메라의 f수는 2.8-4 사이에 두고, 노출시간은 20분-30분 간격으로 하면 무난하다. 노출시간을 너무 오래두면 밤하늘이 너무 밝게 나오므로 좋지 않고, 그렇다고 노출을 오래주기 위하여 f수를 너무 크게 하면 어두운 유성이 찍히지 않게 되므로 적당한 노출이 중요하다. 그리고 되도록이면 35mm나 28mm와 같은 광각렌즈를 사용하면 그만큼 유성이 찍힐 확률이 높다.
② 카메라 시야를 복사점 근처에 고정시키고 짧은 시간의 노출을 주며 계속 촬영한다. 카메라 조리개를 최대한 개방한 상태에서 1-3분의 노출을 주며 계속 촬영한다. 이런 식으로 촬영하려면 많은 필름이 필요하고 계속 카메라 곁에 붙어 있어야만 하므로 상당한 인내력을 요한다. 여기서 중요한 것은 한장의 사진을 찍고 다음 사진을 찍기까지의 시간 간격이 최소가 되도록 하는 것이다. 유성들이 가장 많이 떨어질 시간인 새벽 2시 사이에서 4시 사이의 시간에 한시간 정도 이런 식으로 촬영해보자. 조리개가 완전히 개방돼 있으므로 카메라 시야로 지나간 유성은 모두 기록될 것이다.
③ 가이드 촬영한다. 카메라를 가이드 망원경에 부착시켜 놓고, 위의 두가지 방법으로 촬영할 수 있다. 이렇게 하면 다른 모든 별들은 움직이지 않고, 별똥별만 선을 그은 것처럼 나타나므로 훨씬 더 아름다운 사진이 될 것이다.
(표)는 가이드 촬영시 적정 노출시간이다. 물론 ASA 800이나 1600과 같은 필름을 사용하면 더 많은 유성을 기록할 수 있지만, 사진의 명암이나 선명도가 떨어진다.
이달의 행성
■귀가 달린 행성 토성의 충
토성은 태양계 내에서 가장 인상적인 행성이며, 우주에서 볼 수 있는 것 중 가장 아름다운 대상 중의 하나다. 갈릴레이는 자신의 작은 망원경을 갖고 이 행성을 처음 보고 토성에 귀가 달려 있다고 했다.
이달 20일 충이 되는 토성은 본체의 시직경이 18.8초이고, 고리의 시직경은 약 43초 가량 되므로 50mm의 쌍안경을 가지고 관측한다면, 갈릴레오의 느낌 그대로 귀가 달린 토성의 모습을 확인할 수 있을 것이다.
이달 토성의 밝기는 0.4등급 정도를 유지하고, 물병자리와 염소자리의 경계에서 초저녁 동쪽하늘에 그 모습을 드러낸다. 이 부근의 하늘에는 밝은 별이 없기 때문에 쉽게 토성을 찾을 수 있다. 즉 궁수자리에 이어 떠오르는 별들 중 가장 밝은 것이 토성이다.
본격적인 토성관측을 위해서는 토성의 고도가 30도 이상 되는 10시 이후에 관측하는 것이 바람직하다. 4인치 정도의 굴절 망원경이나, 6인치 이상의 반사 망원경을 이용하여 관측하면 토성 표면의 무늬를 확인할 수 있고, 시상이 좋은 날이라면 카시니 간극을 볼 수도 있을 것이다.
토성의 위성중 아마추어의 망원경으로 관측 가능한 것들은 밝기순으로 티탄(8.3등급) 레아(9.8등급) 테티스(10.3등급) 디오네(10.4 등급) 엔케라두스(11.9등급) 등으로 모두 5개이다. 이중 티탄은 다른 흐린 별들과 구분될 정도로 충분히 밝기 때문에 토성을 본 사람이라면 한번쯤 봤을 것이다. 나머지 위성도 토성 주위의 별들을 기록하며 이틀 정도만 연속해서 관측하게 되면 이들의 공전 주기가 길지 않으므로 확인할 수 있다.
토성을 계속해서 관측하게 되면 토성 자전축이 우리 시선방향과 이루는 각에 따라 토성 고리의 모양이 바뀐다는 것도 확인할 수 있다.
■수성의 서방최대이각
이달 4일 수성이 태양으로부터 서쪽방향으로 가장 치우치게 되는 서방 최대이각이 된다. 이때의 이각은 19도이고 0.2등급의 밝기를 가지고 04시 09분에 동쪽하늘에서 쌍둥이자리를 뒤따라 떠오른다. 이때는 이미 아침 천문박명시간이 지난 다음이므로 맨눈으로 찾기는 어려울 것이고 쌍안경이나 망원경을 이용해 찾아야 한다.
■금성의 움직임을 주목
이달의 새벽하늘은 화려한 겨울철의 1등성들과 금성이 어우러져 어느 때보다도 찬란하게 빛날 것이다. 특히 금성의 움직임을 주목하게 되면 재미있는 것을 발견할 수 있다. 화성이 쌍둥이 자리를 가로지른 궤적과 비슷한 경로를 따라 움직이기 때문이다. 밝기는 -4등급이나 되고 시직경은 13초 정도를 유지한다.
■접근하는 목성과 화성
서쪽 지평선 근처에 위치하기 때문에 행성면을 관측하는 것은 별 의미가 없지만 처녀자리에서 점점 접근해 가는 화성과 목성의 위치변화를 기록하는 것은 흥미있는 일이 될 수 있다.
■소행성 베스타의 충
4대 소행성인 세레스 팔라스 주노 베스타 중 가장 밝은 밝기를 가진 베스타의 충이 이달 31일이다. 물병자리 델타별 아래를 통과하여 유명한 행성상 성운인 NGC7293(헬릭스) 근처를 지나치게 된다. 밝기는 이달 초에 6.3등급 정도를 유지하다가 충이 되는 31일에는 5.9등급까지 광도가 증가한다.
쌍안경과 6등급 성도만을 갖고도 이 소행성의 움직임을 추적할 수 있을 것이다.
여름의 대삼각형
여름철의 밤하늘에서 북동쪽으로부터 남쪽에까지 뻗어있는 희미한 빛의 실체는 우리의 은하수를 구성하고 있는 별들이다. 눈으로만 언뜻보면 옅은 구름이 있는 것 같지만 작은 쌍안경을 갖고 이 지역을 보게되면 셀 수 없을 만큼의 별들이 모여있는 것을 확인할 수 있다.
이처럼 여름철에 은히수의 모습을 선명하게 볼 수 있는데, 이유는 이때 우리가 바라보는 은하수의 방향이 우리은하의 중심이기 때문이다.
이 은하수를 크게 양분하게 되면 남쪽으로 치우쳐 있는 궁수자리와 전갈자리를 중심으로한 곳과, 북쪽으로 치우쳐서 여름의 대삼각형을 구성하고 있는 백조자리 거문고자리 독수리자리 등이다.
이달에는 여름의 대삼각형을 이루고 있는 이들 별자리에서 쉽게 관측할 수 있고, 흥미있는 천체들에 대하여 간단히 알아보도록 하자.
■알비레오
밤하늘에서 볼 수 있는 가장 아름다운 이중성이다. 백조자리의 머리를 이루는 별로서 여름의 대삼각형 중앙에 위치한다. 분리각이 34초나 되기 때문에 아마추어가 갖고 있는 어떤 망원경으로도 쉽게 분해하여 황금빛과 하늘색을 띠는 아름다운 모습을 확인할 수 있다.
■M57
고리성운이라는 별명을 가진 이것은 거문고 자리의 베타별과 감마별 사이에 위치하는 행성상 성운이다. 행성상 성운 중에도 상당히 큰 시직경을 갖고 있기 때문에 작은 망원경으로도 쉽게 이 성운의 모양을 확인할 수 있다. 더구나 이것은 행성상 성운 중 가장 찾기 쉬운것 중의 하나이므로 초보자도 혼자의 힘으로 찾아볼 수 있을 것이다.
■M27
알비레오를 중심으로 고리성운과 완전히 대칭되는 곳에 위치하는 것으로 아령성운이라는 별명을 갖고 있다. 이것도 행성상 성운인데 시직경의 크기가 8분×5분이나 되고, 밝기도 7.6등급이나 되기 때문에 고리성운 처럼 쉽게 찾지는 못하더라도 가장 잘 보이는 행성상 성운중의 하나이다.
독수리 자리의 알파성 알타이르로부터 알비레오까지 선을 긋고 그 중앙 근처를 자세히 살펴보면 3-4등급의 별들로 이루어진 화살자리를 발견하게 된다. 일단 화살자리의 감마별을 파인더의 시야에 찾고 성도와 확인해가며 아령성운 쪽으로 망원경을 움직이면 마치 먹다남은 사과 모양을 하고있는 이 성운을 발견하게 될 것이다.
■더블더블
거문고자리 엡실론 별을 일컫는 말이다. 눈으로 보면 하나의 별이지만 씽안경을 이용하여 보게되면 굉장히 많이 떨어진 이중성이다. 이것을 다시 80mm이상의 망원경을 이용하여 고배율로 보게되면 각각이 두개의 별 들로 이루어진 이중성임을 확인할 수 있다.
■NGC7000
밤하늘에서 절대등급으로 기장 밝은 백조자리의 꼬리별인 데네브의 바로 옆에 위치하는 산광성운으로 북아메리카성운이라는 별명을 가지고 있다. 120분×100분이나 되는 너무나도 큰 영역을 차지하고 있고 장파장의 빛을 방출하고 있기 때문에 눈으로 감상하는 것은 쉽지 않다. 아주 밝은 쌍안경을 이용하거나 광시야의 저배율 망원경을 갖고 투명도가 좋은 곳에서 관측하게되면 어렴풋이 이것의 윤곽을 확인할 수 있을 것이다. 사진에는 쉽게 찍혀 나온다.
■M39
데네브에서 감마별까지의 거리만큼 반대방향으로 망원경을 움직이면 아주 성긴 산개성단이 나타난다. 이것이 M39이다. 아주 큰 산개성단이므로 씽안경이나 망원경의 파인더로 관측하면 좋다. 이 지역은 워낙 별이 많은 곳이므로 차근차근이 살피지 않으면 그냥 지나쳐 버릴지도 모른다.
한적한 시골에서 돗자리를 깔고 누워 쌍안경을 이용하여 하늘을 한번 살펴보라! 위에서 열거한 대상을 알 필요도 없다. 까만 밤하늘에서 쌍안경 시야에 가득차는 별들의 아름다움은 한여름의 더위를 식혀주기에 충분하다.
별똥 관측, 초저녁보다는 새벽
밤하늘을 가르며 떨어지는 화려한 별똥별의 모습은 정적인 우주와는 대조적으로 우리에게 새로운 느낌과 감동을 준다.
별똥이란 우주에 떠돌아 다니던 물질들이 지구 근처를 지나다가 지구 인력권에 잡혀 지구로 끌려 들어올 때, 공기와의 마찰열로 다 타 없어지면서 내는 빛이다. 이때 너무 큰 것이 떨어지게 되면 다 타지 못하고 지상과 충돌하게 되는데 이것을 우리는 운석이라 부른다. 만약 지구의 대기가 없어 모든 별똥들이 운석이 되어 지구에 충돌하게 된다면 이 충돌열에 의하여 지구는 불바다가 되고 멸망하게 된다. 달과 수성 표면을 생각해 보면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 달의 크레이터들은 대부분 운석의 충돌에 의해 생긴 것인데, 우리가 망원경으로 볼 때 작아 보이지만 실제는 지름이 몇십km나 되는 엄청나게 큰 것이다.
지구가 특별히 성간 물질이 많이 분포하는 지역을 지날 때 많은 별똥이 나타나는데, 이렇게 별똥이 많이 떨어지는 현상을 유성우라 한다. 별똥이 비오듯 많이 떨어진다는 말이다. 보통 지구가 혜성 궤도 근처를 지나갈 때 유성우가 되므로 매년 주기적으로 나타나게 된다.
별똥은 초저녁보다는 자정이 지난 다음 많이 떨어지고 별똥의 속도도 자정을 기점으로 급격히 증가한다. 이유는 초저녁에는 지구가 성간물질로 부터 도망가는 방향으로 공전하고, 새벽녘에는 성간물질들을 향해 공전하기 때문이다. 즉 초저녁에 떨어지는 유성은 성간물질들중 지구 접근 속도가 지구의 공전 속도보다 큰 것들인 반면, 새벽녘에 떨어지는 유성은 지구에 접근하는 모든 성간물질인 셈. 즉 유성의 속도가 지구공전 속도보다 느리더라도 모든 유성이 지구와 충돌한다.
