달의 공전과 일식·월식 (Solar and Lunar Eclipse)
쉽게 풀면
손전등과 공 두 개로 그림자놀이를 한다고 생각해 봅시다. 손전등이 태양, 큰 공이 지구, 작은 공이 달이라면, 작은 공을 손전등과 큰 공 사이에 놓으면 작은 공의 그림자가 큰 공 쪽을 가리게 되는데 이것이 일식의 원리입니다.
반대로 큰 공을 손전등과 작은 공 사이에 놓으면 큰 공의 그림자가 작은 공을 덮게 되는데 이것이 월식의 원리입니다. 달이 지구 주위를 한 바퀴 도는 공전 때문에 이런 배치가 주기적으로 만들어지지만, 매달 일식과 월식이 일어나지는 않습니다.
달의 공전 궤도면이 지구가 태양을 도는 궤도면(황도면)에 대해 약 5도 기울어져 있어서, 태양·지구·달이 정확히 한 줄로 겹치는 경우는 1년에 몇 번뿐이기 때문입니다.
왜 중요한가
개기일식은 평소 태양 본체의 밝은 빛에 가려 관측하기 어려운 코로나나 채층 같은 태양 대기층을 직접 관측할 수 있는 드문 기회이기 때문에 태양물리학 연구에서 중요하게 다뤄집니다. 또한 일식과 월식의 발생 시각과 경로를 정밀하게 예측하는 것은 천체역학 계산의 정확도를 검증하는 수단이 되며, 역사적으로도 옛 기록에 남은 일식·월식 시점을 이용해 과거 연대를 추정하는 데 활용되어 왔습니다.
핵심 정리
- 일식은 달이 태양과 지구 사이에 들어와 태양을 가리는 현상이고, 월식은 지구의 그림자가 달을 덮는 현상입니다. 일식은 삭(달이 보이지 않는 때), 월식은 망(보름달 위치)에 일어날 수 있습니다(달의 위상).
- 매달 삭과 망이 있는데도 매달 식이 생기지 않는 이유는 달의 공전 궤도면이 지구의 공전 궤도면(황도면)에 대해 약 5도 기울어 있기 때문입니다. 삭이나 망일 때 달이 황도면 근처(교점 부근)에 있어야 식이 생깁니다.
- 일식의 종류는 개기·부분·금환·혼성, 월식의 종류는 개기·부분·반영(반그늘)입니다. 월식은 달이 보이는 지역 어디서나 같은 시각에 보이지만, 개기일식은 달 그림자가 지나가는 좁은 띠에서만 볼 수 있습니다.
- 한 해에 일어나는 식은 일식과 월식을 합쳐 최소 4번, 최대 7번입니다.
예시로 보기
같은 모양의 식이 되풀이되는 사로스 주기를 계산해 봅시다. 사로스 주기는 223삭망월입니다. 삭망월 한 번은 약 29.530589일이므로 223 × 29.530589 = 6585.32일(약 18년 11일 8시간)입니다. 이것을 2017년 8월 21일 개기일식(최대식 약 18시 25분, 세계시)에 더하면 코드로 계산한 결과는 2035년 9월 2일 약 02시(세계시)입니다. 같은 사로스 계열의 개기일식이 이 무렵 일어나지만, 8시간이 남은 만큼 지구가 약 3분의 1바퀴 더 돌아 있으므로 식이 보이는 지역은 서쪽으로 약 120도 이동합니다.
월식과 일식의 날짜는 이처럼 천체역학으로 정확히 계산되므로, 옛 기록 속 일식·월식을 현대 계산과 대조해 연대를 확인하는 데 쓰입니다.
자주 하는 오해
| 오해 | 바로잡기 |
|---|---|
| 달이 지구를 도는데 왜 매달 식이 안 생기나. | 궤도면이 약 5도 기울어 있어, 삭·망 때 달이 대부분 황도면 위나 아래로 벗어나기 때문입니다. |
| 개기월식 때 달이 완전히 사라진다. | 지구 대기를 통과한 붉은 빛이 달에 닿아 달이 붉은 구릿빛으로 보이는 경우가 많습니다. |
| 일식은 어디서나 같은 정도로 보인다. | 같은 일식이라도 위치에 따라 개기·부분으로 달리 보이고, 개기 지역은 좁은 띠뿐입니다. |
| 일식과 월식은 모두 달 그림자 때문이다. | 일식은 달 그림자가 지구에 드리우는 것이고, 월식은 지구의 그림자가 달에 드리우는 것입니다. |
| 일식 때 맨눈으로 잠깐 봐도 된다. | 개기 단계를 제외한 모든 단계는 태양 필터가 없으면 눈에 손상을 줄 수 있습니다. |
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
이 문장은 태양-달-지구가 일직선을 이루어 달이 태양을 완전히 가리는 개기일식이라는 특정 천문 현상이 일어난 시점을 관측 기회로 삼아 자료를 수집했다는 뜻입니다.
역사학이나 고천문학 연구에서, 옛 기록에 남은 월식 시점을 현대 계산으로 재현해 그 문헌이 언제 쓰였는지를 추정하는 데 활용했다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
일식은 달이 태양을 완전히 가리는지 여부에 따라 개기일식, 부분일식, 그리고 달이 태양보다 작게 보여 가장자리가 고리처럼 남는 금환일식으로 나뉩니다. 월식도 지구 그림자 중 완전히 빛이 차단되는 본그림자에 달이 온전히 들어가는 개기월식과, 달의 일부만 걸치는 부분월식·반영월식으로 구분됩니다.
이런 정렬이 매달 일어나지 않는 이유는 달의 공전궤도면이 황도면에 대해 기울어져 있기 때문이며, 두 평면이 만나는 교점 부근에서만 일식과 월식이 발생할 수 있습니다.
주의할 점
일식과 월식은 달의 위상 변화와 자주 혼동되지만 서로 다른 현상입니다. 달의 위상은 태양빛을 받는 달의 모습이 매일 조금씩 달라 보이는 것이고, 일식·월식은 태양·지구·달이 특정 위치에 정렬될 때만 일어나는 그림자 현상입니다. 다만 일식은 반드시 삭(그믐, 달이 안 보이는 때)에, 월식은 반드시 망(보름, 달이 둥글게 보이는 때)에만 일어날 수 있다는 점에서 둘은 서로 연결되어 있습니다.
헷갈리기 쉬운 용어
참고 문헌
- Meeus, J. (1991). Astronomical Algorithms. Willmann-Bell.
- Espenak, F., & Meeus, J. (2006). Five Millennium Canon of Solar Eclipses: -1999 to +3000. NASA Technical Publication TP-2006-214141.
- Seidelmann, P. K. (Ed.). (1992). Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. University Science Books.
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