별과 행성, 인공위성은 어떻게 구분해서 볼 수 있을까?

밤하늘에 반짝이는 밝은 점들은 모두 별인 것 같지  만 그렇지 않습니다. 대부분은 별이지만 그중에 개수는 적으나 행성들이 있고 또 인공위성도 있습니다. 밤하늘을 바라보면서 이것들을 어떻게 찾아낼 수 있을까요? 한번 직접 밤하늘을 관측하면서 이를 구별해 봅시다.  

별들은 너무도 먼 거리에 있기 때문에 넓이가 없는 점으로 보입니다. 아무리 큰 망원경으로 배율을 높여 확대해서 보더라도 그냥 하나의 점으로 보일 뿐입니다. 그리고 별은 온도가 높고 또한 여러 가지 색깔의 빛을 방출하고 있습니다. 이렇게 한 점에서 오는 여러 종류의 빛이 지구의 대기를 통과하게 되면 서로 온도와 성질이 다른 공기층을 통과합니다. 이 때 별은 반짝거리는 모습으로 보이게 됩니다. 특히 대기 중에 수증기가 많이 포함되어 있으면 별은 크게 문드러져 보이거나 솜사탕처럼 보이기도 합니다. 만일 공기층의 지면에 가까운 층과 높은 층이 서로 온도가 크게 다르게 되면 별의 반짝거림은 더욱 심해집니다. 이렇게 대기의 상태에 따라 같은 별이라 하더라도 별이 다르게 보입니다.

하늘에 있는 많은 별들과는 다르게 행성들을 망원경으로 보면 크게 확대되어 작은 원반같이 둥글게 보입니다. 그리고 모든 행성들은 스스로 빛을 내지 않고 태양 빛을 반사할 뿐입니다. 따라서 대기의 조건이 다르더라도 행성들을 눈으로 보면 별들과 같이 반짝거리지 않고 작은 전구에 불이 들어온 것과 같이 보입니다. 더 뚜렷한 차이는 한두 달 지난 후 행성들을 살펴보면, 다른 별들은 모두 제자리에 있는데 이 행성들은 위치가 변한다는 것입니다. 이것은 행성이 태양 주위를 공전하기 때문에 별자리 위에서 위치가 계속 변하기 때문입니다.

낮에 별자리가 보인다면 태양도 일 년 동안 일정한 경로를 따라 서쪽에서 동쪽으로 움직이는 것처럼 보일 것입니다. 이렇게 태양이 하늘 별자리 사이를 지나가는 정해진 길을 황도라고 합니다. 행성들을 몇 달에 걸쳐 오랜 동안 계속 관측하면 태양과 같이 황도를 따라 서서히 이동하고 있음을 알 수 있습니다. 이것은 지구가 태양 주위를 공전 운동하는 궤도가 이루는 면이나 행성들이 공전할 때 이루는 면이 거의 같기 때문입니다. 이 때문에 태양이 움직이는 길을 행성들도 그 경로를 따라 서쪽에서 동쪽으로 서서히 움직이고 있는 것처럼 보이게 되는 것입니다. 따라서 행성들을 관측하면 하늘의 수많은 별 사이 아무 곳에서나 나타나는 것이 아닙니다. 행성들도 태양이 지나가는 길인 황도 근처에서 나타나게 됩니다. 이 때문에 하늘에서 행성을 찾기가 더욱 쉬워지지요.

그러면 지구에서 볼 때 인공위성들은 어떻게 보일까요? 인공위성들은 달보다 훨씬 가까운 거리에 있는 궤도를 돌고 있습니다. 그러나 크기가 너무도 작기 때문에 작은 점으로 보입니다. 또한 인공위성은 스스로 빛을 내지 않고 태양 빛을 반사할 뿐입니다. 이 인공위성들도 태양을 공전하고 있는 행성들과 비슷한 특징을 가지고 있습니다. 보이는 모습도 행성들과 같이 밝은 점으로 보이나 별처럼 반짝거리지는 않습니다. 행성들과 다른 점은 하늘에서 대단히 빠르게 움직이고 있는 것입니다. 인공위성은 지구 주위를 수 시간 만에 공전하고 있습니다. 따라서 밤하늘을 자세히 바라보면 반짝이는 별이 있고 별 사이를 작으면서 밝은 점이 빠르게 지나가는 것을 볼 수 있습니다. 하늘에 워낙 많은 인공위성이 돌고 있기 때문에 지구 주위를 돌고 있는 인공위성은 찾는 것은 그리 어렵지 않습니다. 이 인공위성들은 별들과 쉽게 구분할 수 있습니다. 밝은 점이 매우 빠르게 하늘을 가로질러 가고 있기 때문입니다. 그러나 인공위성은 하늘의 별사이를 너무도 빠르게 움직이고 있기 때문에 망원경으로 직접 관측하기에는 쉽지 않습니다.

우리 모두 밤하늘을 빠르게 질러가는 인공위성을 찾아봅시다.

글 : 이용복(서울교육대학교 교수)

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