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| 개기 월식 | 부분 월식 |
1. 개요
월식(月蝕, lunar eclipse)은 달이 지구의 그림자에 가려지는 현상이다. 정월 대보름이나 추석 같은 보름달과 관련 있는 날에 월식이 생기면 한국에서 그야말로 여러 의미로 주목을 받게 된다.2. 관측
눈을 보호하는 도구가 필요한 일식과는 달리 월식은 밝기가 세지 않아 평소에도 나안관측이 가능한 달에 나타나는 현상이기에 특별한 보호 도구 없이 맨눈으로도 관측이 가능하다는 간편한 장점이 있으며, 망원경 같은 광학기기를 사용하면 더 선명하게 볼 수 있다. 조건이 까다로운 일식보다 상대적으로 더 자주, 그리고 최소 지구의 반에서 넓게 관측되기 때문에 관측할 기회가 자주 돌아온다.3. 조건
지구가 태양 주변을 공전하고 있고, 달이 지구 주변을 공전하고 있을 때 이들이 태양 - 지구 - 달 순서대로 일직선 상이 배열이 되는 보름날에는 달이 지구 그림자에 가려지는 월식(달이 먹힘)현상이 관측된다. 하지만 달이 공전하는 궤도가 지구가 공전하는 궤도보다 5도 정도 삐딱하게 기울어져 있기 때문에 매달 월식이 관측되진 않는다. 즉, 월식은 언제나 보름달이 뜰 때에 일어나지만, 그 역은 성립하지 않는다.태양이 아주 크고 지구가 작기 때문에 지구 그림자에는 본영(본그림자)과 반영(반그림자)이 존재하게 되는데, 본영에 달이 들어가는 경우에는 개기 월식 또는 부분 월식이 발생하고 반영을 지나가게 될 때는 반영 월식이 발생한다. 일식의 경우에는 특정한 지역에서만 관측할 수 있는데, 달의 크기가 지구보다 작아서 달의 그림자가 지구를 전부 가리지 못한다. 하지만, 개기 월식의 경우에는 지구의 그림자에 의해 달이 가려지는 것이기 때문에, 개기 월식이 일어난다고 가정한다면 지구에서 밤이 되는 지역이라면 어디서든지 볼 수 있어 특정 지역에 국한되는 일식보다는 훨씬 자주 볼 수 있다. 게다가 지속시간은 개기식이라도 최대 1시간 41분 정도로 일식에 비해서 관찰되는 시간이 상당히 길다는 점도 있다.
궤도의 특성상 일식이 발생한 후 월식이 발생하거나, 월식이 발생한 후에 일식이 발생하는 형태로 서로 연관성이 있다.
월식은 위성이 존재하는 행성이나 소행성에서는 언제든지 관측할 수 있는 현상이다.
월식이나 일식 상황에서 지구, 태양, 달의 위치 관계를 알기 쉽게 이모지로 표현할 수 있다.
🌑🌎🌞 lunar eclipse (월식)
🌎🌓🌞 solar eclipse (일식)
4. 종류
월식은 크게 몇 가지로 구분된다.- 개기 월식(皆旣月蝕, total lunar eclipse): 달이 지구 본그림자에 완전히 들어가는 현상이다. 이때 달은 지구에서 보았을 때 완전히 보이지 않는 상태가 아니라 검붉게 빛난다. 왜 붉은 빛을 띠는지는 후술.
- 중앙 월식(部分月蝕, central lunar eclipse): 달이 지구 본그림자의 중앙을 지나가는 현상이다. 가장 최근의 사례는 2022년 11월 8일의 개기월식이며, 일부 지역(동아시아,오세아니아)에서 중앙월식으로 관측되었다. 다음 중앙 개기월식은 2029년 6월 26일이다. 이 개기월식은 21세기에서 가장 중앙에 위치, 즉 가장 어두우며 진행되는 개기식의 시간이 가장 긴 월식이다. 아쉽게도 아시아에서는 관측할 수 없고, 미대륙, 서아프리카에서 관측할 수 있다.
- 부분 월식(部分月蝕, partial lunar eclipse): 달이 지구 본그림자에 일부만 들어가는 현상이다. 이때 달은 본래 보름달이어야 할 모양이 아닌 상태로 보이게 된다. 즉, 보름달 모양으로 있어야 하는데 반달이나 초승달 같은 모양으로 볼 수 있는 것이다. 어두운 부분은 개기월식처럼 붉게 빛나지만, 태양빛에 빛나는 부분보다는 매우 어두워 맨눈으로는 구분하기 힘들다.
- 반영식(半影蝕, penumbral lunar eclipse): 달이 지구 반그림자를 지나가는 현상이다. 이때는 태양이 지구에 온전히 가리워지지 않으므로, 달의 밝기가 약간 어두워지기만 한다. 따라서 맨눈으로는 평소 달과의 변화를 알기 힘들다.
- 반영 개기식(半影皆旣蝕, total penumbral lunar eclipse): 가장 희귀한 월식으로, 달이 지구 반그림자에 완전히 들어가는 현상이다. 지구 반그림자의 간격이 본그림자보다 좁기 때문에, 이런 형태의 월식이 발생하기는 매우 어렵다. 실제로 21세기에는 5번 밖에 없고, 한세기 동안 일어나지도 않는 경우도 있다. (가장 최근은 19세기, 이후에는 23세기.) 가장 최근의 반영 개기식으로는 2006년 3월 14일에 있었다. 다음 반영 개기식은 2053년 8월 29일에 있다. 아쉽게도 두 번 모두 한국에서는 관측하기 힘들다.
4.1. 진행 단계
아래 내용은 일식도 동일하다.- 제1 접촉(U1): 초휴(初虧)라고도 한다. 달이 지구의 그림자에 들어가기 직전의 순간.
- 제2 접촉(U2): 식기(蝕旣)라고도 한다. 달이 초휴를 지나 지구의 그림자에 완전히 가려지는 순간이다. 그러므로 제2 접촉과 제3 접촉은 개기월식에만 해당된다.
- 제3 접촉(U3): 생광(生光)이라고도 한다. 달이 식심(蝕甚)[1]을 지나 지구의 그림자에서 벗어나기 시작하는 순간이다.
- 제4 접촉(U4): 복원(復圓)이라고도 한다. 달이 지구의 그림자에서 완전히 빠져나온 이후부터의 순간이다.
월식 때 달이 가려진 정도는 식분(蝕分)이라고 하는데 백분율로 나타낸다. 개기월식에서는 식분이 1이 된다.
5. 달이 붉은 빛을 띠는 원인
| |
| 개기 월식 시기 달에서 본, 노을빛에 둘러싸인 지구 |
월식의 경우에는 가려진 부분이 안 보이는 경우도 있지만, 어느 정도 진행이 되고 나면 가려진 부분이 검붉게 보이는 특성이 있다. 이 현상을 블러드문이라고 한다. 이는 지구 대기에서 나타나는 노을의 붉은빛이 달에 비추어지기 때문이다. 아래 서술은 노을빛이 왜 붉은지에 대한 설명이다.
빛이 지구 대기의 분자같은 작은 입자들을 통과할 때에는 파장의 네제곱이 산란률에 반비례하는 레일리 산란을 일으킨다. 이로 인해 대기를 통과하는 태양빛 중 파장이 짧은 파란색 계열의 빛들은 모두 산란되어 보이지 않는다. 이것은 하늘이 파란색인 이유이기도 하다. 여기서 "그렇다면 왜 하늘은 파란색보다 더 파장이 짧은 보라색이 아닌가?"라는 질문을 할 수도 있는데, 이건 태양이 보라색 파장에 비해 파란색 파장을 더 강하게 방출하고, 인간의 눈이 보라색보다 파란색에 더 민감하게 반응하기 때문이다. 반면, 상대적으로 파장이 긴 붉은 빛들은 달에 도달할 때에도 산란이 일어나지 않는다. 이 빛이 달에 반사되어 지구에서 관측할 때 달이 붉게 보이는 것이다.
개기 월식 때 검붉게 변한 달의 겉보기 등급은 0등성 정도. 물론 이는 별 전체로 봤을 때에는 상당히 밝은 편에 속한다. 겉보기 등급이 0 미만인 별은 태양을 제외하면 시리우스, 카노푸스, 센타우루스자리 알파, 아크투루스 정도 밖에 없다.
6. 역사상의 월식
고대 그리스의 천문학자 아리스타르코스는 개기월식을 통해 지구와 달, 태양의 크기 비율을 계산했다. 지구의 부피가 달의 부피에 비해 17배보다 크며 31배보다 작다고 가정했는데 사실은 49배다. 또한 태양의 부피는 달에 비해 5832배에서 8000배 사이라고 가정했는데 실제는 1억 660만 배다. 오차가 꽤 크지만 에라토스테네스의 지구와 태양 사이의 거리 측정처럼 당시로는 매우 혁신이고도 논리적인 방법이었다.[2]1453년에 벌어진 콘스탄티노플 공방전에서 개기 월식이 일어났다. 이에 불길한 징조라며 사기는 바닥을 치게 되었고[3], 수도가 함락되면서 2000년을 이어온 동로마 제국은 결국 오스만 제국에게 멸망하고 말았다.
크리스토퍼 콜럼버스는 신대륙에 도달했을 때 식량이 떨어지자 그가 알고 있던 천문학 지식을 동원해 월식 날짜를 예측해낸 뒤 예측한 그날 원주민들에게 자신은 마법으로 달을 사라지게 만드는 능력이 있다고 호언했다. 잠시후 진짜로 월식으로 인해 달이 사라지자 콜럼버스는 달을 다시 돌려줄테니 식량을 달라고 했고 과연 (월식이 끝나자) 달이 다시 나타나서 식량을 받을 수 있었다고 한다.
혜원 신윤복의 <월하정인>에 그려진 달의 모양이 월식이라는 주장이 있다. 이를 월식이라 가정하고 천문에 관한 각종 기록을 교차검증 한다면 이 그림이 그려진 날짜는 1793년 8월 21일이라는 추정을 할 수 있다. 신윤복 화백이 똑같은 새벽 소재인 <야금모행>에서 그믐달을 정확히 그린 이력이 있어 월식을 목격하고 그렸다는 주장의 설득력은 높은 편이다.
이를 추정할 수 있었던 이유는 다음과 같다.
- 달이 초승달 같지만 볼록한 면이 위를 향하고 있어 사실 정상적인 달 모양으로 볼 수 없다. 달이 뜨는 밤에는 태양이 지평선 밑에 있어 태양으로부터 빛을 받아 반사하는 달의 볼록한 부분 역시 아래를 향하기 때문이다. 즉 이 달은 초승달이 아닌, 보름달이 뜬 상황에서 부분 월식으로 달이 가려진 상황이다. 월식은 보름달이 뜨는 날 일어난다.
- 거기에 작품 내의 '야삼경(夜三更)'이라는 글에서도 다른 추측이 가능하다. 야삼경은 자정 무렵을 뜻하는데, 달이 가장 높이 뜨는 자정에 겨우 처마 쯤에 걸려있단 것은 달의 남중고도가 낮은 여름이란 뜻이다.
- 즉 날짜를 특정하려면 신윤복이 생존하던 시기에 보름달이 뜬 남중고도가 낮은 여름에 부분월식이 일어난 날을 찾으면 된다.
- 신윤복이 활동했던 당시로 추정되던 18세기 중반부터 19세기 중반까지 100년 간의 부분월식 중 서울에서 관측 가능한 부분월식을 조사한 결과 1784년 8월 30일과 1793년 8월 21일 당시 서울에서 관측가능한 부분월식이 있었다는 것을 알 수 있었다.
- 허나 1784년 부분월식은 서울에서 보기 힘들었다고 예측됐는데 당시 기상 관측 결과 8월 29일부터 31일까지 서울 지역에 3일 내내 비가 내렸다는 기록이 있었기 때문이다. 그러나 1793년 당시 부분월식은 오후에 비가 그쳐 월식 관측이 가능했을 것이라는 예측이 가능했다.
7. 한반도에서의 기록
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의 [[월식/한반도에서의 기록#|]] 부분을[1] 일식이나 월식에서, 태양이나 달이 가장 많이 가려진 때.[2] 그는 또한 지동설을 주장하기도 했다.[3] 또한 전장에서 달의 밝기는 매우 중요한 요소였고, 어두운 환경은 수비측에게 매우 불리했다.