본그림자 (Umbra (Shadow))
쉽게 풀면
그림자에서 빛이 하나도 들어오지 않는 가장 짙고 완전히 어두운 가운데 부분입니다. 손전등 앞에 손을 대고 벽에 그림자를 만들어보면 손가락 윤곽이 진하게 나타나는 한가운데 부분과, 그 주변으로 희미하게 번지는 부분이 함께 보이는데, 진하게 완전히 어두운 그 중심부가 본그림자에 해당한다.
왜 중요한가
본그림자는 빛을 가리는 천체 뒤에서 광원이 완전히 가려지는 가장 어두운 그림자 영역으로, 일식과 월식에서 개기식이 관측되는 범위를 결정하며 행성이나 위성의 그림자 기하를 계산하는 기초 개념으로 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
달이 지구 그림자 중 가장 어두운 중심부(본그림자)를 통과하는 데 걸리는 시간이 개기월식의 지속 시간을 결정한다는 설명이다.
달의 본그림자가 지구에 비치는 폭이 매우 좁기 때문에 개기일식을 관측할 수 있는 지역도 그만큼 제한적임을 보여주는 설명이다.
조금 더 깊게 보면
본그림자 바깥에는 광원이 부분적으로만 가려지는 반그림자가 둘러싸고 있어, 관측자가 본그림자 안에 있으면 개기식을, 반그림자 안에 있으면 부분식을 보게 되며 이 두 영역의 경계는 태양과 가림 천체의 상대적 크기와 거리에 따라 달라집니다. 본그림자 바깥쪽에는 광원이 일부만 가려지는 반그림자가 넓게 둘러싸고 있어, 관측자가 본그림자 안에 들어가면 개기식을, 반그림자 안에 있으면 부분식을 보게 되는데 이 두 영역을 가르는 경계 자체는 태양과 가림 천체 사이의 상대적 크기와 거리 조합에 따라 달라집니다. 달 전체가 지구의 본그림자 안에 들어가 있는 개기 단계는 최대 약 1시간 46분까지 이어질 수 있으며, 달이 본그림자 중심을 얼마나 가깝게 지나느냐가 이 길이를 결정합니다. 일식에서 달의 본그림자가 지구 표면까지 닿지 못하고 우주 공간에서 끝나 버리는 경우에는 개기일식 대신 금환일식이 나타나게 된다.
주의할 점
본그림자는 반그림자보다 훨씬 좁은 영역을 차지하며, 일식에서는 본그림자에 들어간 지역에서만 개기일식이 관측된다. 행성이나 위성처럼 다른 천체가 만드는 그림자의 본그림자 폭은 광원인 태양의 크기와 그림자를 만드는 천체의 크기, 그리고 둘 사이의 거리에 따라 기하학적으로 정해지므로, 지구보다 작은 천체가 만드는 본그림자는 훨씬 좁게 나타난다.