저 밝은 별은 무슨 별일까?(간단한 항성시 계산으로 알아내기)

이 포스트 내용을 통해 두 가지를 알 수 있다.

첫째, 밤하늘에서 가장 밝은 16개의 별을 알 수 있다.

둘째, 오늘 밤하늘에 남중한 밝은 별이 무슨 별인지 알 수 있다.

 

현재 밤하늘에 뜬 밝은 별이 하나 있다고 하자. 이 별이 무슨 별인지(이름이 무엇인지) 어떻게 알 수 있을까? 리겔일까? 데네브일까? 스피카일까?...

 

별을 구분할 수 있는 방법으로 보통 별자리에 의한 방식을 많이 소개한다. 천문학자들은 현재 하늘을 88개 구역으로 나누어 놓았고 각 구역은 특정 별자리가 차지하고 있다. 즉 공식적으로 88개의 별자리가 있는 셈이다. 이 중에서 우리나라에서 볼 수 있는 별자리는 67개이다.

계절별 주요 별자리를 미리 알아두었다가 밤하늘에 뜬 별자리가 무슨 별자리인지 금방 알아볼 수 있다면 그 별자리를 이루는 별들도 알아볼 수 있을 것이다.

 

하지만..

 

보통 한 별자리를 이루는 별들은 밝기가 각기 다른데 1등성 정도의 밝은 별은 한 개조차 갖고 있을까 말까한다. (물론 예외도 있다.) 이 얘기는 결국 요즘 같이 빛 공해가 심한 도시에서는 별자리 전체를 알아보기 힘들다는 의미이다. 우리가 눈을 들었을 때 금방 보이는 별들은 1~2등성 정도의 아주 밝은 별들 뿐이다!

 

이렇게 별자리 전체를 알아보기가 쉽지 않다면 그 안에 있는 별이 무슨 별인지 알아보기도 쉽지 않을 터.. 그래서 좀 다른 방식으로 별들에게 아는 척(!)을 해보자.

 

두 가지만 알면 된다!

 

 

1. 별들의 적경(위치를 나타낸 값)은 미리 외워둔다.

우리나라에서 볼 수 있는 16개의 밝은 별의 적경은 미리 외워 둔다. (정확한 값 말고 대충 근처 값을 외우고 있어도 상관없다.)

▶ 적경 : 범위는 0h~24h이고, 남쪽 하늘을 바라볼 때 오른쪽(서쪽)에서 왼쪽(동쪽)으로 갈수록 값이 커진다.

          http://sea42star.tistory.com/6?category=747187

 

위 그림에서 ‘4h35m(4시35분이라 읽는다)’ ‘7h45m’ 같은 값들이 각 별의 적경이다. 나는 주요 1등성 16개를 위와 같이 정리해 두고 적경값을 외웠다. (까먹으면 다시 보고..;;)

 

2. 항성시를 계산한다.

우리는 태양을 기준으로 한 ‘태양시’를 쓰고 있다. 쉽게 말해 태양이 정오에 남중했을 때를 낮 12시로 정해두고 하루를 24등분하여 24시간을 쓰고 있는 것이다.

하지만 멀리 있는 별을 기준으로 한 ‘항성시’라는 것도 있다. 당연히 별(항성)을 기준으로 한 시간이다. (정확하게는 ‘춘분점’-천구상의 특정 위치-이 기준이다.) 태양시와 다른 것은 항성시는 춘분점이 남중했을 때를 0시로 정해두고 하루를 24등분하여 24시간을 쓴다는 것이다.

 

위 그림을 보면 지구는 한 번 자전(A→B)하는 동안 공전궤도 상에서 약 1°(≒360°/365일)를 이동한다. 그림에서는 A와 B 둘 다 태양이 남중한 낮 12시이다. 즉 태양시로 24시간이 흐른 것이다. 그런데 춘분점을 기준으로 한 항성시로 보면 이미 한 바퀴(24h)를 지나 조금 더 자전한 것이다. 항성시는 태양시에 비해 하루에 약 3분 57초가 빠르다!

다르게 표현하면 하루를 의미하는 1태양일은 1항성일보다 조금 더 긴 시간이다.

 

 

태양이 매일 정해진 시각(06시, 18시 등)에 –계절에 따른 변화가 있지만 평균적으로- 뜨고 지는 것처럼 별은 매일 같은 항성시에 뜨고 진다. 그래서 별의 위치를 이해하기에는 항성시가 좋다. 우리가 해야 할 일은 태양시를 항성시로 바꾸어 주는 기술이다!

 

태양과 춘분점의 남중은 각각 태양시로 12시, 항성시로 0시를 의미하기 때문에 12시간의 시간차가 생긴다. 생각을 바꾸어 조금 쉽게 계산하려면 ‘추분점’을 이용하자! 추분점은 춘분점과 정확하게 12h 차이가 나기 때문에 앞으로는 이렇게 생각하자.

“태양시로 12시엔 태양이 남중하고, 항성시로 12시엔 추분점이 남중한다.”

이렇게 하면 둘의 관계를 생각하기가 좀 쉬워진다. 즉,

 이제 본격적인 계산이다.

(전반적으로 대략적인 값을 계산하는 방식이다. 우리가 밤하늘을 관측하는데 있어 항성시를 정확히 계산하는 것은 별 의미가 없다. 또한 우리가 쓰는 표준시간대와 우리의 남쪽자오선 사이의 시차가 30분 정도 나기 때문에 정확하게 항성시를 계산했어도 30분 정도의 오차는 발생한다.)

 

 

이렇게 계산하여 나온 항성시는 현재 남중한 천체의 적경과 같다!

그래서 앞에서 얘기한 16개 밝은 별의 적경을 미리 알고 있으면 현재 남중했거나 근처에 있는 별이 누구인지 알 수 있는 것이다!

 

예1) 12월 25일 18시에는 어떤 별이 남중할까?

       ① 항성시 계산

           : 9월 23일과 12월 25일 사이는 약 94일 차이가 난다.

               항성시 =  를 계산하면 18시 + 6시16분 = 00시16분

       ② 자, 그럼 위의 16개 별 중에 적경이 00h16m인 별을 찾자.

           보니 정확히 남중한 건 없고 서쪽으로 약간 치우친 곳에 포말하우트(22h57m)가 떠 있다.

 예2) 3월 6일 08시에는 어떤 별이 남중할까?

       ① 항성시 계산

           : 9월 23일과 (같은 해) 3월 6일 사이는 약 202일 차이가 난다.

               항성시 = 를 계산하면 08시 – 13시28분 = 18시32분

       ② 자, 그럼 위의 16개 별 중에 적경이 18h32m인 별을 찾자.

          보니 베가가 근처에 있다. 즉, 3월 6일 08시에는 베가(18h37m)가 남중해 있다. (물론 해가 이미 뜬 오전이라 볼 수는 없다.)

 

▶ 대략적이고 더 쉬운 시간차 계산법 : 개월수×2h + 일수×4m

   예1) 9월 23과 12월 25일은 대략 3개월 2일 차이가 난다. → 3×2h + 2×4m = 6h8m

   예2) 3월 6일과 9월 23일은 대략 6개월 17일 차이가 난다. → 6×2h + 17×4m = 13h8m

  

 

▶ 항성시 계산기 : https://www.iiap.res.in/personnel/reks/software/javascript/calclst.php

▶ 현재 항성시 : http://astro.subhashbose.com/siderealtime/

▶ 항성시 어플