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지동설을 탄생시킨 목성의 4대위성

2월의 천문정보

우리 눈에 익숙한 카시오페이아가 제자리를 찾고 있고 오리온이 서서히 몸을 일으키는 2월이다. 이번달에는 목성의 4대 위성의 변화를 자세히 살펴보자.

이달의 행성

■ 수성의 동방최대이각

이달 초순 황혼의 서쪽하늘에서 수성을 볼 수 있다. 5일 새벽 동방최대이각이 되는 수성은 이달 초 열흘 정도의 기간 동안 지는 시각이 일몰 시각과 1시간 이상의 차이를 보이므로 관측이 가능하다. 밝기는 -0.5등급 정도이고 시직경은 약 7초 정도이다. 목동자리의 알파성인 아크투루스보다도 1.5배이상 밝지만 천문박명이 되지 않은 초저녁의 붉은 하늘에 떠 있기 때문에 쉽게 보이지 않는다.

서쪽 하늘이 트인 곳을 택하여 해가 지고 30분 정도 지난 후에 태양이 진 부근에서 북쪽으로 8도(태양지름의 16배) 되는 곳의 지평선 위를 살펴보라. 날씨가 허락한다면 코페르니쿠스가 보지 못했던 수성을 볼 수 있을 것이다. 쌍안경이나 파인더 등을 이용하면 좀더 쉽게 발견할 수 있다. 도저히 수성을 못찾겠는 사람은 12일까지 기다려 다시 시도하라. 월령 1.5의 실낱 같은 달이 수성의 북쪽 바로 위에 위치하므로, 쌍안경으로 관측하게 되면 달과 한 시야에서 수성을 발견할 수 있다.

수성은 태양계의 가장 안쪽 궤도를 돌고 있기 때문에 빠른 속도로 움직이고, 태양으로부터 28도 이상 떨어지지 않으므로 동·서방 최대이각을 전후해 일주일 정도 내에만 관측이 가능하다.

이달 초에는 수성이 태양의 동쪽에 위치하다가 이달 말에는 벌써 태양의 서쪽으로 이동해 있으므로 새벽 동쪽하늘에서 볼 수 있을 정도다. 지평선 근처의 날씨는 변화가 심하므로 수성을 보는 것은 만만하지 않을 것이다. 한번 도전해 보라.


(그림1) 초저녁 서쪽하늘 수성의 고도변화(일몰직후)
 

■ 금성, 서쪽 하늘에 등장

밤하늘에서 달을 제외하면 가장 밝은 천체인 금성이 이달 말경 서쪽 하늘에 등장한다. 이각이 동방최대이각일 때의 수성보다도 작아 고도고 낮지만 밝기가 -3.9등급이나 되어 지평선 바로 위에서 볼 수 있다. 앞으로 금성은 10월 달까지 계속 커지면서 -4.6등급까지 밝아진다. 물론 태양과의 이각도 동방최대이각이 되는 8월 25일까지 계속 증가하여 지평고도도 높아진다. 망원경을 갖고 관측하는 사람이라면 금성의 위상 변화와 시직경의 변화를 스케치하거나 사진을 찍어 확인해 보라. 이 금성의 위상 변화가 천동설을 지동설로 바꾸는데 중요한 역할을 했다는 것을 상기해가며…


2월 북쪽 밤하늘
 

■ 목성 저울자리 알파성에 접근

저울 자리에 위치한 목성은 이제 새벽 하늘에서는 동쪽 하늘이 아닌 천정 근처에서 찾아야 할 만큼 뜨는 시각이 빨라졌다. 특히 이달 26일에는 저울자리 알파성에 1도 2분까지 접근한다. 저울자리 알파성은 2.9등급의 별과 5.3등급의 별이 2백31초 떨어져 있어 맨눈으로 관측이 가능한 이중성이다. 여기에 목성이 가까이 위치하게 되면 쌍안경 관측시 목성의 4대 위성이 한 시야에서 나타나게 된다.

목성은 태양계내의 행성들중 가장 크지만 초보자가 보는 목성의 표면은 그리 크게 느껴지지 않는다. 계속적인 관측을 통하여 숙련자가 되어야만 표면 무늬의 자세한 모양을 제대로 관측할 수 있다. 올 7월 슈메이커-레비혜성이 목성에 충돌하게 되면 표면 무늬에 큰 변화가 일어날 것이다. 그때까지 목성 관측에 관한한 최고의 숙련자가 되도록 많은 관측을 해두자. 이달에는 갈릴레오 위성이라 부르는 목성의 4대 위성(이오 에우로파 가니메데 칼리스토)의 움직임을 관찰하여 스스로 위성의 이름을 확인해 보는 것도 재미있는 작업이 될 것이다.

위성들의 공전주기와 장반경을 참고해 위성의 위치를 스케치 해나간다면 위성들의 확인이 가능하다. 물론 지속적인 관측이 필수다. 이오는 공전 주기가 1.8일 정도 밖에 되지 않기 때문에 몇시간 간격만 두고 관측을 해도 움직임을 파악할 수 있고, 가니메데의 경우 공전속도가 느리고 궤도 반경이 커서 목성으로부터 멀리 떨어지므로 하루 정도의 시간을 두고 일주일 정도 관측해 보면 이것이 가니메데라는 것을 알 수 있다. 목성과 위성들을 보면 태양계를 축소해 놓은 느낌도 든다.

갈릴레이는 이 목성들의 위성을 관측하며 천동설로는 이 현상을 도저히 설명할 수 없음을 알아냈다.


2월 남쪽 밤하늘
 

2월 북쪽 밤하늘

우리에게 가장 친숙한 별자리인 큰곰자리의 북두칠성이 동쪽에서 국자의 바가지를 하늘로 향하여 서있고, 서쪽에는 카시오페이아자리의 W자 모양이 엎어진 모습에서 똑바른 모습으로 되돌아가려는듯이 점점 북극성을 중심으로 회전하고 있다. 위의 성도에는 북극성의 알파성과 베타성을 이용하여 북극성을 찾는 요령을 표시하여 놓았다. 천정쪽으로 치우친 곳에는 겨울의 대표적인 산개성단들을 거느린 마차부자리가 1등성인 카펠라를 앞세워 별밤지기들의 시선을 끌려는듯 다른 때보다 더 천천히 움직여가는 느낌이다.

2월 남쪽 밤하늘

비스듬히 누워있던 오리온이 점차 몸을 일으켜 세우고 있다. 이달 말경에는 어둠이 깔리기 시작할 때 정남쪽을 바라보면 똑바로 선채로 지구를 지켜보는 듯한 오리온의 모습이 서울하늘에서조차도 선명히 보일 것이다. 천문박명 시간이 지나면서 오리온자리의 1등성 베텔규스, 큰개자리의 시리우스, 작은개 자리의 프로키온에 의해 이루어지는 겨울철의 대삼각형이 역삼각형 모양을 하고 남중하게 된다. 역삼각형의 윗변을 서쪽으로 연장시켜 가다 보면 삼각형의 한변 길이만큼 떨어진 곳에서 황소자리의 1등성 알데바란을 찾을 수 있고, 조금더 움직여 가면 흐릿하게 보이는 별무리인 플레이아데스 성단을 볼 수 있다. 역삼각형 윗변의 북동쪽으로 조금 떨어진 곳에서 나란히 빛나고 있는 1등성들은 쌍둥이자리의 1등성인 카스토르와 폴룩스다.

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1994년 02월 과학동아 정보

  • 심재철 기획간사

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