[뉴스] 6월6일 금성, 태양앞 통과...다음번은 105년 뒤

■ 한국천문연구원 제공 보도자료


한국은 6월 6일 전과정 관측 가능 지역

맨눈 관측 위험, 꼭 태양필터 사용해야


00venus1금성의 태양면 통과 주요 시각. 자료/ 한국천문연구원

 

'2012 금성, 태양면 통과' 한국천문연구원 홈페이지 바로가기

 


국천문연구원(원장: 박필호)은 6월6일(수) 오전 7시 9분 38초부터 오후 1시 49분 35초까지 우리나라 전역에서 금성이 태양을 통과하는 현상을 관측할 수 있다고 밝혔다.


금성은 태양계의 행성 중에서 지구와 그 크기가 가장 비슷한 행성이지만(지구 크기의 0.95), 태양과 비교한다면 작은 점에 불과하다. 이런 금성이 태양을 가로지르는 드믄 현상을 관측할 수 있다. 이전 금성의 태양면 통과는 1882년 12월 6일과 2004년 6월 8일이었고, 다음 통과는 2117년 12월 11일과 2125년 12월 8일이다. 더욱이 이번 현상은 우리나라가 전 과정을 관측할 수 있는 세계에서 몇 안 되는 나라중 하나이다. (유럽과 북미 지역은 일부 진행시간만 관측 가능. 2004년 6월 8일은 전국적으로 비가오거나 흐려서 관측이 거의 불가능했음)


00venus2자세한 통과시각과 금성, 태양의 좌표. 우측 아래의 시간표가 주요한 시각이다.  중심 아래의 ‘각거리 자’는 지구에서 보았을 때의 하늘에서의 크기를 비교할 수 있는 스케일이다. 태양의 지름은 약 30분각이다. (1도는 60분. 시간의 분, 초와 구분하기 위해 분각, 초각을 사용한다.)


금성은 태양을 중심으로 지구보다 안쪽을 공전하는 행성이다. 따라서 종종 이러한 현상이 일어날 거라 생각되지만 금성의 공전궤도와 지구의 공전궤도는 약 3.4도 기울어져 있다. (태양의 크기는 0.5도) 따라서 지구-금성- 태양이 같은 방향에 있다고 하더라고 매번 이러한 현상이 일어나지는 않는다.


금성의 태양면 통과 현상은 천문학적으로도 중요한 의미를 가진다. 금성이 태양 표면을 통과하는 과정을 연구하면 멀리 있는 별 주변을 공전하는 외계행성 탐색 연구에 응용할 수 있기 때문이다. 별 주위를 공전하는 행성이 별 앞쪽을 지나갈 때 생기는 별빛의 미세한 밝기 변화를 포착하는 방식은 외계행성 탐색의 중요한 방법이다. 2009년 천문연이 발표한 ‘두 개의 태양을 가진 외계행성 발견‘ 논문은 지난 2년간 미국 천문학회지에서 가장 많이 인용된 논문 5편중 하나로 선정되기도 했다.


이번 현상을 관측하기 위해서는 태양빛을 줄여주는 태양필터를 사용해야 한다. 특히 쌍안경이나 천체망원경을 통해 직접 태양을 보는 것은 상당히 위험하다. 용접용 마스크 유리나, 여러 겹의 셀로판지를 시디(CD)에 겹쳐서 보는 방법도 가능하다. 은박지 등에 바늘구멍을 내고 적당한 거리로 초점을 맞춰 흰 종이에 투영해서 보는 방법도 있다. 한국천문연구원은 국립과천과학관(관장 최은철)과 함께 6일 과천과학관에서 금성의 태양면 통과 관측 행사를 진행한다. [한국천문연구원 제공 자료]


00venus3금성의 태양면 통과 현상을 관측할 수 있는 나라. 한국을 비롯해서 인도네시아일부, 중국 동부, 러시아 일부, 일본, 알라스카 등 일부 나라에서 만 전 과정을 볼 수 있다.

 

 

 

 


■ 금성 태양면 통과의 과학



최초의 금성 태양면 통과 관측, 그 영광은 과연 누구에게?

독일 출신의 천문학자 요하네스 케플러(Johannes Kepler)는 자신의 이름이 붙은 세 가지 법칙, 즉 케플러 법칙으로 천상의 행성운동을 정리하는 등 행성운동에 관해 많은 자료를 남긴 바 있다. 특히 케플러는 1631년에 수성과 금성의 식 현상(식: eclipse, 한 천체가 다른 천체의 그림자 속으로 들어가는 현상)이 일어날 것이라는 예측도 남겼다. 하지만 안타깝게도 케플러는 그 현상이 일어나기 직전인 1630년에 명을 달리하고 말았으니, 최초의 수성 태양면 통과 관측의 영광은 이웃나라 프랑스의 천문학자인 피에르 가센디(Pierre Gassendi)에게 돌아갔다.

1631년 케플러가 예측한 그 시각, 수성의 태양면 통과 관측에 성공한 가센디는 한 달 뒤 금성의 태양면 통과 현상도 관측할 만반의 준비를 갖추고 있었다. 하지만 케플러가 예측한 시간이 지나고 해가 서산 너머로 저물 때까지도 가센디는 금성이 태양을 통과하는 현상을 관측할 수 없었다. 케플러의 예측대로라면 다음 번 금성 태양면 통과 현상은 100여 년이 지난 뒤에야 일어나는 일이었기에, 가센디는 생전 유일한 관측 기회를 놓친 셈이었다. 그렇다면 가센디는 왜, 케플러의 예측대로 수성태양면통과 현상은 관측하였으면서 금성의 태양면통과 현상은 관측할 수 없었던 것일까? 그 이유는 (현대의 계산에 따르면) 1631년 당시 금성 태양면 통과 현상이 프랑스 지역에서는 태양이 뜨기 50분 전에 이미 끝이 났기 때문이었다.


아마추어 천문학자 제레미 호럭, 금성 태양면 통과를 최초로 관측하다

1631년 가센디의 관측이 실패로 돌아가고, 금성 태양면 통과가 동 세기에는 일어나지 않는다는 케플러의 예측 때문에 당시의 천문학자들은 망연자실해 있었다. 하지만 이에 굴하지 않고 새로운 계산을 통해 17세기에 금성의 태양면 통과 현상이 한 번 더 발생할 것이라고 예측한 사람이 있었다. 그는 바로 아마추어 천문학자 제레미 호럭(Jeremiah Horrocks)이었다. 안타깝게도 호럭이 예측을 확인한 날은 금성 태양면 통과가 있기 불과 한 달 전이었기 때문에 더 많은 사람들이 관측을 할 수는 없었지만, 호럭은 친구인 윌리엄 크랩트리(William Crabtree)와 함께 1639년 12월 4일 금성 태양면 통과 관측에 성공한다. 이렇게 최초의 금성 태양면 통과 현상 관측자로 역사에 이름을 새기게 된 호럭과 크랩트리. 그들의 관측은 금성의 정확한 지름을 계산해내기에 충분한 자료가 되었다.


금성 태양면 통과 현상으로 태양까지의 거리를 잰다?

핼리 혜성 덕분에 그 이름이 우리에게 친숙한 영국의 천문학자 에드먼드 핼리(Edmund Halley)가 1677년 세인트 헬레나 섬에서 남반구 별자리 목록을 작성하고 있을 때였다. 그는 서로 다른 지역에서 수성이나 금성을 관찰할 때 생기는 시차를 이용하면 태양까지 거리를 좀 더 정확하게 잴 수 있을 것이라고 생각했다. 특히 금성은 수성보다 지구와 가까이 있기 때문에 시차를 더욱 확실히 확인할 수 있는 수단이 될 것이라고 판단해, 금성 태양면 통과를 이용해 태양까지의 거리를 재는 방법을 제안한다(이러한 그의 생각은 1716년 저서 <A New Method of Determining th Parallax of th Sun(태양의 시차를 측정하는 새로운 방법)>에도 잘 드러난다).

하지만 1761년의 금성 태양면 통과가 있기 19년 전인 1742년, 안타깝게도 핼리는 저 세상 사람이 되고 만다. 그러나 그의 제안에 힘입어 국제적인 노력이 이루어지면서 1761년과 1769년의 금성 태양면 통과 현상의 관측이 광범위하게 이루어지게 된다. 특히 그 중 쿡 선장과 천문학자인 찰스 그린의 이야기가 흥미진진한데, 시차를 위해 멀리 떨어진 서로 다른 지역에서 관측을 해야만 했던 두 사람은 남반구를 탐험하기까지 이른다. 수많은 고난과 역경 끝에 쿡 선장과 찰스 그린은 금성 태양면 통과 관측에 성공하고 그 기록을 남겼지만, 아쉽게도 태양까지의 거리를 재기 위한 정확한 수치를 얻는 데는 실패하고 만다. 바로 블랙 드랍(Black Drop)이라는 현상 때문이었다.


블랙 드랍(Black Drop) 현상으로 태양까지의 거리 재기는 실패하고...

1761년과 1769년의 금성 태양면 통과 현상 당시 쿡 선장과 찰스 그린 이외에도 수많은 사람들에 의해 세계 각지에서 관측이 이루어졌지만, 원하는 데이터를 얻어내는 데 성공한 사람은 없었다. 모두 이 블랙 드랍 현상 때문이었다. 그렇다면 블랙 드랍 현상이란 도대체 무엇이고, 왜 발생하는 것일까? 두 개의 면이 만날 때 생기는 ‘검은 물방울 현상’으로 명명된 이 현상의 원인을 맨 처음에는 ‘금성의 대기’에서 찾았다. 하지만 표면에 대기가 거의 없는 수성의 태양면 통과를 관측하는 과정에서도 이 현상이 나타나면서, 발생 원인이 대기 현상 때문이 아님이 밝혀졌다(이후 지구의 대기현상이라는 의견도 제시됐지만 우주망원경을 통한 관측에도 블랙 드랍 현상이 나타나면서 현재는 광학계의 문제라는 의견이 많은 사람들에게 호응을 얻고 있다).
이후 1874년과 1882년의 관측은 사진기술의 도입으로 인해 한 차원 더 과학적으로 발전했다. 하지만 역시나 사진촬영에서도 블랙 드랍 현상이 나타나면서 원하는 정확한 수치를 얻어내는 데는 실패하고 만다.


21세기 다시 한 번 태양을 지나는 금성, 이 기회를 놓치지 말자!

그리고 마침내 우리가 살고 있는 21세기에도 금성 태양면 통과 현상이 발생했다. 지난 2004년 6월 8일이 그 첫 번째였고 오는 2012년 6월 6일이 금세기의 마지막 금성 태양면 통과다. 우리는 이제 더 이상 금성 태양면 통과를 통해 태양까지의 거리 재기에 연연하지는 않는다(왜냐하면 우리는 이미 다른 방법을 통해 정확하게 수치를 알게 되었기 때문이다). 하지만 금성 태양면 통과 현상은 여전히 중요한 천문현상임에는 분명하다. 외계생명체를 찾는 보다 나은 방법을 연구하기 위해 이용되고 있기 때문이다. 금성이 태양 앞을 지날 때 발생하는 태양의 밝기 차이를 과학적으로 분석해, 멀리 있는 별 앞을 지나가는 행성의 존재 여부를 밝히는데 중요한 자료로 사용하는 것이다.


금성의 태양면 통과 현상, 그 정확한 주기는?

금성 태양면 통과는 지난 2004년도에 일어났고 8년 뒤에 2012년 6월 6일에 다시 한 번 발생한다. 하지만 그 다음번 금성 태양면 통과는 지금으로부터 105년 뒤인 2117년에야 관측이 가능하다. 그렇다면 그 이유는 무엇일까?

금성은 공전 주기가 224.7일로, 지구보다 약 140일 정도가 짧다. 그로 인해 금성은 지구보다 빠른 속도로 태양 주변을 돌게 된다. 금성이 태양 주위를 2.6바퀴 돌고 지구가 1.6바퀴를 돌았을 때 태양과 금성, 지구는 일렬로 늘어서게 된다. 그렇다면 태양-금성-지구가 일렬로 늘어서는 1.6년에 한 번씩 금성 태양면 통과가 관측되지 않는 이유는 또 무엇일까. 그 이유는 궤도의 평면 차이에 있다. 지구가 돌고 있는 궤도평면에 비해 금성의 궤도는 3.4도 기울어져 있다. 따라서 금성을 태양 근처에서 관측할 수 있는 지점은 지구 공전 궤도면과 금성 공전 궤도간의 교차점인 딱 두 군데 뿐이다. 거기에 태양-금성-지구가 1.6년마다 일렬로 늘어서는 현상까지 일치할 때 우리는 금성의 태양면 통과를 관측할 수 있는 것이다. 이런 이유 때문에 금성의 태양면 통과 주기는 ‘8년-105.5년-8년-121.5년’이다. 아주 오랜 시간 뒤에는 약간씩 달라져 주기의 반복이 조정되겠지만 수백 년 사이에는 지금의 주기를 적용할 수 있다.




■ 관측할 수 있는 곳


5월24일 현재 기준 정보임. 관측 행사 일정과 계획은 바뀔 수 있으니, 한국천문연구원의 '2012 금성, 태양면 통과' 홈페이지의 '관측할 수 있는 곳' 최신 정보를 참조하세요.

 

[서울, 경기]

  • 국립과천과학관 (한국천문연구원 공동주최 행사): 국립과천과학관 매표소 앞 / 02-3677-1500, www.sciencecenter.go.kr
  • 한국아마추어천문학회 서울지부: 서울지하철5호선 여의나루역 2번 출구 한강고수부지 / etwon33@naver.com 010-2057-9640
  • 한국아마추어천문학회 서울지부: 관악산 등산로(서울대 부근) 입구 예정 / choi@stellaette.com 010-9703-7724
  • 연세대학교 천문우주학과 동아리 ‘별아름’ : 연세대학교 백양로 / myjangkun@naver.com 010-4191-2576
  • 한국아마추어천문학회 경기지부: 동두천시 동두천고등학교 천체관측실 / mosinavi@gmail.com 010-5393-1770
  • 한국아마추어천문학회 경기지부: 경기 김포시 대곶면 석정초등학교 천문대 / hhch2@daum.net 010-8703-5649


[충청]

  • 국립중앙과학관 (한국천문연구원 후원행사): 대전 국립중앙과학관 중앙공원 일원/ 042-601-7894~5, www.science.go.kr
  • 대전시민천문대: 대전시 유성구 과학로 / 042-863-8763, star.metro.daejeon.kr
  • 한국아마추어천문학회 대전지부: 대전교육과학연구원 / jbh625@daum.net 010-5433-0893
  • 한국아마추어천문학회 충북지부: 증평군 증평읍 좌구산 자연휴양림 주차장/ ajoust@naver.com 010-5206-0301


[전라]

  • 순천만자연생태공원 내 순천만천문대: 순천시 순천만길 513-25/ 061-744-8111, www.suncheonbay.go.kr
  • 한국아마추어천문학회 광주지부: 광주광역시 교육과학연구원 내/ sss8239@naver.com 010-5116-8239
  • 한국아마추어천문학회 광주지부: 광주광역시 북구 설죽로 고려고등학교 운동장/ youjusan@paran.com 010-9594-3885


[경상]

  • 한국아마추교 천문관측동아리 ‘별사랑어천문학회 경북지부: 포항시 남구 포항제철동초등학교 운동장/ hosch@naver.com / 017-522-4947
  • 한국아마추어천문학회 대구지부: 대구시 북구 함지고등학교 주차장/ hb1226@daum.net 010-8561-7306
  • 포항공과대학’: 포항공과대학교 효곡천문대/ sch0914@postech.ac.kr 010-2029-2839


[강원]

  • 한국아마추어천문학회 강원지부: 춘천시 교육지원청 창의교육지원센터 앞/ chcomet@daum.net 010-9082-1963
  • 한국스카우트연맹: 강원도 고성군 세계잼버리장 / ds5dmk@daum.net 010-2029-2839
  • 연세대학교 천문동아리 ‘칼파’: 강원도 원주시 흥업면 연세대학교 대운동장/ junghee9205@naver.com 010-2279-6019




■ 관측 방법



태양안경을 통한 관측

태양안경으로 시중에 판매되는 제품 중 바더사의 필름이나 사우전드옥스옵틱스 필름은 모두 10만분의 1의 투과율로 장시간 관측해도 안전한 제품이다. 사우전드옥스옵틱스 필름이 주황색으로 보이는 것에 비해 바더사 필름은 백색으로 보이기 때문에 사진 찍을 때 좀 더 밝게 보이는 장점이 있다. 그 점을 제외하면 두 제품 다 성능 면에서는 동일하다. 태양필터를 이용해 태양안경을 직접 만드는 방법도 있다. 하지만 이때는 태양안경에 들어가는 필터의 투과율을 반드시 확인해야 한다. 그리고 반드시 주의해야 할 사항 한 가지 더! 태양안경을 낀 상태로는 절대 망원경을 보아서는 안 된다. 망원경을 통해서 초점이 맞춰지면 물체(태양안경)가 탈 수 있기 때문이다.


단망경을 이용한 관측

태양안경으로 금성 태양면 통과를 관측할 때는 금성이 지나치게 작아 보이기 때문에 자칫 현상을 놓칠 수 있다는 단점이 있다. 따라서 휴대성이나 가격을 고려해 작은 단망경을 이용한 관측도 권장할 만하다. 물론 태양필터를 끼운 상태여야 한다. 일반적인 태양필름을 구입해 앞부분을 막아서 사용해도 된다. 단, 단망경 관측은 일반 눈으로 보는 것보다 배율이 높으므로 대상을 찾는 연습이 필요하다. 또한 대상일 흔들릴 수 있으므로 지지할 수 있는 거치대를 사용하거나 팔을 고정할 수 있는 물체에 기대어 보는 것이 좋다.


천체망원경을 이용한 관측

금성 태양면 통과를 관측하는 가장 좋은 방법은 역시 천체망원경을 이용한 관측이다. 이때도 당연히 앞에 태양필터를 장착해야만 한다. 크기에 맞는 태양필터를 구입하는 것은 가격부담이 크지만, 태양필름을 사서 직접 제작하는 방법도 있다. 필터를 제작할 때 굳이 전체를 필름으로 할 필요는 없다. 나머지는 검은색 종이를 대시고 일부분만 오려서 태양필터를 덮는 것이 좋다. 태양필름이 없을 때는 눈으로는 절대 관측하지 말고 투영해서 보는 방법이 권장된다.[한국천문연구원 제공 자료]

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