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[사이언스 뷰] ‘해를 품은 달’의 과학

얼마 전 개기일식이 미국에서 관측되면서 수억 명의 관심이 쏠렸죠! 미국을 비롯해 멕시코·캐나다 등에서는 사람들이 하던 일을 멈추고 하늘을 올려다보는 진풍경이 벌어지기도 했습니다. 이번 호에서는 우리가 모르는 일식 이야기를 준비해 봤어요
 

 

Q1. ‘개기일식’ 하면 과학시간에 많이 들어본 용어이긴 한데, ‘해를 품은 달’ 이렇게 이해하면 되는 거죠?
네, 맞습니다. 우리가 소파에 누워있는데 가족 누군가가 앞에 서서 TV를 가리고 있으면 TV가 안보이잖아요? 똑같아요. 달이 지구 앞에서 태양을 가려 버리는 게 일식입니다. 완전히 가리면 개기일식, 부분만 가리면 부분일식이라고 부르죠. 


그런데 달은 지구를 타원형 궤도로 돌고 있어서 지구로부터 멀리 떨어진 거리에서 태양을 가리게 되면, 아무리 완전히 가리더라도 태양을 완벽하게 가리지는 못합니다. 그래서 반지처럼 태양의 테두리만 보이게 되죠. 이것을 금환일식이라고 부릅니다. 즉 정리하자면 일식은 개기일식, 금환일식, 부분일식으로 3종류가 있습니다.


Q2. 개기일식이 지속되는 시간이 아주 짧은 것 같던데? 원래 달이 해를 완전히 가리는 시간이 그렇게 짧은 건가요? 
맞습니다. 지구의 자전 속도와 달의 공전 속도 때문이에요. 지구의 자전 속도는 시속 1,500~1,800km 정도인데, 거기다 달이 공전하는 속도까지 더해져서 지구에 드리워진 달의 그림자가 이동하는 속도를 계산해 보면 자그마치 시속 2,200km 정도가 됩니다. 


그런데 개기일식은 태양이 달의 그림자 직경 안에 들어왔을 때만 관측할 수 있잖아요. 달의 그림자 직경이 약 150km 정도이고, 이동 속도가 시속 2,200km 정도니까, 단순 계산을 해봐도 달의 그림자가 내가 서 있는 곳에 와서 그림자가 시작되는 부분에서 그림자가 끝나는 지점까지 걸리는 시간이 약 5분 남짓이네요. 긴 기다림에 비해 너무 짧은 시간이긴 하네요.  

 

Q3. 태양의 지름이 달보다 약 400배 정도 더 크다고 하는데요. 이렇게 작은 달이 어떻게 태양을 가릴 수 있는 거죠?
태양의 지름은 달보다 400배 커요. 그런데 지구에서 달까지 거리보다 지구에서 태양까지 거리도 정확하게 400배 더 멀리 떨어져 있죠! 이렇게 소름 돋을 정도로 놀라운 우연의 일치로 정확하게 달과 태양은 겉보기에 똑같은 크기로 보이고, 이로 인해 개기일식에 태양이 완벽하게 달에 가려지는 현상을 관찰할 수 있는 것이에요. 

 

Q4. 달이 태양을 완전히 가리는 현상이 관측되는 곳에선 새벽처럼 어두워지잖아요. 구름 없이 맑은 곳에서는 ‘코로나’를 볼 수 있다고 하던데, ‘코로나’가 뭔가요?
코로나는 태양의 대기권을 말해요. 지구도 땅 위에 대기권이 있잖아요? 태양도 대기가 있습니다. 사실 태양 자체가 너무 밝아서 평소에는 태양의 대기를 볼 수 없다가, 개기일식으로 태양 자체가 가려지면 비로소 태양의 대기 ‘코로나’가 보이는 것이에요. 


그런데 ‘코로나’라는 용어를 어디서 많이 들어보셨죠? 코로나바이러스라고요! 코로나라는 뜻은 라틴어로 왕관이라는 뜻이에요! 개기일식 때 보이는 태양 대기권의 모양이 왕관과 비슷한 뾰족뾰족한 모양이라서 ‘코로나’라는 이름이 붙여졌어요. 코로나바이러스 역시 현미경으로 확대해서 보면 왕관을 쓴 것 같은 뾰족한 모양이라서 붙여진 이름입니다. 

 

Q5. 일반인들은 신기한 현상 때문에 주목했지만, 과학계에서는 이 '코로나' 때문에 개기일식을 주목했다고요?
코로나는 태양 표면온도(6,000도)보다 훨씬 뜨거운 약 100만 도를 유지하는데, 코로나가 태양 표면보다 왜 뜨거운지는 아직 규명되지 않았다고 해요. 게다가 태양 표면에서 나오는 초속 수십 ㎞짜리 태양풍(태양에서 방사되는 전기적 성질을 띤 입자)이 왜 코로나를 거치면 초속 수백 ㎞로 가속되는지도 알 수 없습니다. 


하지만 코로나는 평소에 볼 수 없고, 개기일식 때만 볼 수 있기 때문에 절호의 기회입니다. 천문연구원은 개기일식을 통한 코로나 관찰로 이런 의문을 해결할 실마리를 찾겠다는 계획입니다. 실제로 이번 미국에서 개기일식이 일어났을 때, 한국 과학자들도 코로나 연구를 위해 현지에 파견되었어요. 개기일식은 길게는 수십 년을 기다려야 할 정도로 희귀한 현상이기 때문에 개기일식이 일어나면 그 현장으로 많은 과학자가 몰려오는 것이죠. 여기에 더해서 우리나라 천문연구원은 올해 9월 고도 400㎞에 떠 있는 국제우주정거장에 실제 태양을 가리는 가림막 장비(코덱스)를 직접 설치할 예정이라고 합니다. 


우주에서 태양 본체를 가릴 만한 가리개를 펼쳐 햇빛을 막은 뒤, 코로나를 관찰한다고 해요. 이렇게 되면 개기일식을 기다리지 않고, 필요할 때마다 코로나를 볼 수 있다고 합니다. 

 

Q6. 우리나라는 개기일식을 언제 관측할 수 있나요?
2035년 9월 2일에 북한 평양과 강원도 고성 DMZ 군사분계선 근처에서 관측이 가능하다고 해요. 그렇다면 지금으로부터 11년 뒤, 이곳에서 근무하는 군인들은 관측할 수 있겠네요. 한반도에서 볼 수 있는 개기일식은 2041년이에요. 이때 일식은 개기일식과 비슷한 ‘금환일식’으로 우리나라 땅! 독도에서 관찰 가능하다고 합니다.

 

Q7. 3대 우주쇼가 있다고 하는데 3대 우주쇼가 무엇인가요?
앞에서 소개한 개기일식이 3대 우주쇼 중 하나이고요. 나머지 2개 우주쇼는 오로라와 별똥별이라고 불리는 유성우입니다.
 

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