이미 이전에 금성 태양면 통과 전에 이에 대한 포스트를 작성한 이후 그 후속으로 이번 금성 태양면 통과에 대한 내용을 소개해 봅니다. 일단 2012 년 금성 - 태양 식현상의 사진입니다.
( Transit of Venus, photographed from Minneapolis on 5 June 2012 at 6:00:36 CDT, 23:00:36 UTC CCL 에 따라 복사 허용 저자 표시 저자 Tom Ruen )
(미국의 국립 태양 관측소 (하와이 마우나 로아 ) 에서 관측한 금성 태양면 통과 National Solar Observatory // public domain )
사실 오늘 적당한 장비만 있었다면 이 식현상을 직접 보신 분들도 적지는 않았을 거라고 봅니다. 이런 식현상은 일반인들이나 아마추어 천문학도들에게는 유용해도 실제 천문학자들에게는 그다지 유용하지 않은 관측이라고 생각하실지 모르지만 실제로는 그렇지 않습니다.
이미 이전에 소개드린바와 같이 나사는 케플러 우주 망원경을 이용해서 생명체가 살 수 있을 만한 외계 행성을 찾는 노력을 기울이고 있습니다. (케플러 우주 망원경에 대해서는 http://blog.naver.com/jjy0501/100091864110 참조) 케플러 우주 망원경은 우연히 행성이 모 항성 앞으로 지나갈 때 그 밝기가 어두워지는 것을 이용한 것으로 행성이 식현상을 이용한 탐사 방법입니다. 이를 이용해 지구와 비슷한 크기의 외계 행성을 찾아내는 것이 목표이며 실제로 현재 많은 성과를 거두고 있다는 것은 몇 차례 설명드린 바 있습니다.
(행성의 식현상 이 일어나는 동안 항성의 밝기 변화. 금성의 태양면 통과도 사실 같은 원리라고 할 수 있는데 이를 통해 우리는 행성의 존재는 물론 크기와 공전 궤도까지 알 수 있다 )
나사에서는 이 식현상에 대해서 널리 홍보하고 있으며 일반 대중에 대한 교육 영상과 자료도 같이 배포하고 있습니다. ( http://venustransit.nasa.gov/transitofvenus/ 참조)
물론 현재의 금성 식현상 자체가 큰 과학적인 자료를 제공하지는 않습니다. 하지만 행성의 식현상은 천체 관측에서 아주 중요한 정보를 제공하고 있으며 원리는 금성의 식현상과 동일합니다. 영상에서도 볼 수 있듯이 과학자들은 식현상을 통해 (빛이 가려지는 정도를 통해) 비교적 정확하게 행성의 크기를 알 수 있고 가려지는 주기를 통해 공전 주기를 알 수 있습니다. 또 이를 통해 케플러의 제 3 법칙을 이용 공전 궤도를 알 수 있습니다.
(참고 케플러의 법칙
1. 모든 행성의 궤도는 태양을 하나의 초점에 두는 타원궤도이다
2. 태양과 행성을 잇는 직선은 항상 일정한 넓이를 훑고 지나간다.
3. 행성의 공전 주기의 제곱은 궤도 장반경의 세제곱에 비례한다. )
오늘날 외계 행성의 식현상은 외계 행성 탐사에 결정적인 정보들을 제공하고 있습니다. 앞서 이야기했듯이 행성의 크기, 공전 주기, 공전 거리 (궤도) 같은 주요 자료가 나오면 행성의 표면 온도도 추정이 가능하기 때문에 생명체가 살기에 적당한 지 아닌지를 추정할 수 있습니다.
금성의 경우 태양계 행성이지만 사실 역사적으로 볼 때도 금성의 식현상에 걸리는 시간을 측정해 이미 17 세기에 지구와 태양 사이의 거리를 측정한 역사적 사례가 있습니다. 1639 년 최초의 금성 태양면 통과의 과학적 관측이 이루어졌는데 이는 제레미아 호럭 (Jeremiah Horrocks) 에 의한 것이었습니다.
(단순한 망원경을 이용해서 금성의 태양면 통과를 관측하는 호럭. The first observed Transit of the Planet Venus predicted & observed by Jeremiah Horrocks, 24th November 1639. Portrait held in the collection of Astley Hall Museum and Art Gallery Chorley and the property of Chorley Council. public domain )
거리가 알려진 지구의 서로 다른 두 지점에서 금성의 태양면 통과는 약간 다른 위치에서 일어나게 됩니다. 그 거리와 금성이 태양면을 통과하는 지점, 그리고 금성 태양면 통과 시간을 알면 이로 부터 지구 - 태양 거리는 물론 금성 - 태양 거리도 알 수 있습니다. 호럭은 영국의 윌리엄 크랩트리 (William Crabtree) 와 함께 이를 동시에 측정하고 이를 계산해서 지구 - 태양 거리가 9560 만 km ( 즉 0.639AU) 라고 계산했습니다. 당시의 관측 능력과 거리 측정의 한계로 인한 것이었지만 지구 - 태양 거리를 과학적으로 측정한 데 큰 의의가 있습니다. 훗날 1761 년과 1769 년 금성 태양면 통과를 관측한 과학자들은 세계 각지에서 정확한 관측 결과를 통해 1억 5300 만 km 라는 매우 정확한 결과를 도출해 냈습니다.
(금성 태양면 통과를 통해 지구 - 태양간 거리를 측정하는 방법 출처 : http://en.wikipedia.org/wiki/File:Venus_Transit_%26_Parallax.svg )
이것과 사실상 비슷한 방법으로 이제 수백년 후의 과학자들은 외계 행성이 모항성을 통과하는 시간과 주기를 이용해 공전궤도를 알아내고 있습니다. 식현상 (Transit) 의 관찰은 예나 지금이나 아주 중요한 과학적 관측으로 미래에도 널리 사용될 것입니다.
참고
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