천체 관측 방법 (태양, 달, 화성, 별자리 관측)

천체 관측 방법

지구 밖의 천체들을 관측하는 것은 신비로우면서도 즐거운 일입니다. 천체 관측을 잘 하면 사람의 손길이 닿지 않는 먼 곳의 행성까지 훨씬 실감나게 바라볼 수 있습니다. 관측하려는 천체에 따라 적절한 관측 방법을 알고 사용하는 것이 좋겠죠. 이 글에서는 태양, 달 및 화성과 같은 태양계 행성들 및 별자리를 관측하는 방법을 소개합니다.

1. 태양 관측 방법

1) 투영 관측

태양은 매우 강한 빛과 자외선 때문에 맨눈으로 직접 바라보면 위험합니다. 육안으로 태양을 보지 않고 가장 안전하게 태양을 관측하는 방법은 투영 관측입니다. 투영 관측이란, 판이나 망원경 등의 구멍을 통해 맺힌 상을 관측하는 방법입니다. 판에 작은 구멍을 뚫고 맞은편에 투영판을 놓으면, 태양빛이 구멍을 통과하여 맞은편에 상이 맺힙니다. 마치 사진기의 원리와 비슷합니다.

사진기의 원리

투영 관측은 특히 태양을 관측할 때 많이 사용됩니다. 낮에 야외에서 내리쬐는 햇빛으로 비교적 손쉽게 태양의 상을 얻을 수 있기 때문입니다. 간단한 방법이긴 하지만, 크기가 충분히 크고 또렷한 상을 얻기 위해서는 투영판과 구멍의 거리 등 외부적인 요소를 조정할 수 있어야 합니다. 태양의 상을 잘 만들어내면 흑점도 관측할 수 있고, 부분일식 중에는 태양의 일부분이 가려진 모습도 볼 수 있습니다.
투영 관측은 여러 사람이 동시에 관측할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 간접적인 관측 방식이기 때문에 생동감이 떨어진다는 단점이 있습니다. 망원경으로 직접 태양을 바라보는 것과는 달리 투영판 위의 상을 보는 것이라 마치 사진을 보는 것 같은 느낌이죠.

2) 필터 투과 관측

태양을 직접 관측하기 위해서는 반드시 태양 관측 전용 필터가 필요합니다. 태양은 강력한 적외선과 자외선을 내뿜기 때문에 맨눈으로 관측하면 실명할 위험까지 있으니 주의해야 합니다. 태양 관측 전용 필터는 적외선과 자외선을 모두 차단하여 안전하게 태양을 관측할 수 있게 해줍니다.
태양 관측 전용 필터는 주로 유리나 얇은 플라스틱 필름에 알루미늄 같은 금속을 코팅하여 만들어집니다. 전문 과학사에서 구할 수 있는데 구매 전에 반드시 적외선과 자외선을 모두 차단하는지 확인하시기 바랍니다. 간혹 태양 관측 전용 필터 대신 카메라 필름이나 그을린 유리 등 생활용품을 대신 사용하는 경우도 있는데, 대부분의 대용품들은 적외선과 자외선을 충분히 차단하지 못하므로 권장하지 않습니다.
태양 관측 필터는 특별한 장비 없이 태양과 눈 사이에 두고 관측하면 됩니다. 안경처럼 착용하는 필터도 있으니 필요하다면 살펴보시기 바랍니다. 만약 태양 관측 필터를 망원경에 사용한다면 대물렌즈 쪽에 부착해야 합니다. 접안렌즈에 필터를 사용하면 빛이 모이는 지점에서 고온으로 필터가 손상될 수 있으며 유해한 광선을 충분히 막아주지 못합니다.

 

2. 달 관측 방법

1) 육안 관측

달은 지구의 위성입니다. 지구와 꽤 가까운 거리에 있어 다른 천체에 비해 큰 크기입니다. 스스로 빛을 내지 않지만 태양빛을 반사하여 밤에도 밝게 빛나기 때문에 육안으로 쉽게 관측이 가능합니다. 단, 달은 관측 날짜에 따라 모양이 달라지기 때문에 관측하는 시기가 중요합니다. 날마다 달의 모양이 달라지는 까닭은 달의 공전 주기에 따라 태양빛을 받는 면이 달라지기 때문입니다. 달은 자체적으로 빛나지 않기 때문에 지구에서는 태양빛을 받는 부분만 보입니다. 달이 지구 주위를 움직이면서 태양빛을 받는 부분이 달라지기 때문에 지구에서 바라보았을 때 달의 모양이 매일 달라지는 것처럼 보입니다. 만약 동그란 보름달을 관측하고 싶다면 달이 태양의 반대편에 있는 날에 관측하는 것이 좋습니다. 주로 음력 15일경이죠.

2) 망원경

달은 쌍안경이나 천체망원경 등 다양한 망원경으로 더 자세히 관측할 수 있습니다. 망원경으로 달을 자세히 들여다보면 얼룩덜룩한 표면을 볼 수 있습니다. 상대적으로 밝은 부분은 달의 고지, 어두운 부분은 달의 바다라고 부릅니다. 하지만 실제로 달의 바다에 물이 있는 것은 아니고, 과거 달을 관측했던 갈릴레오 갈릴레이가 물이 있을 것이라 추측하여 붙여진 이름입니다.
한 가지 흥미로운 점은 달의 공전 주기와 자전 주기가 일치하기 때문에 지구에서는 늘 달의 똑같은 면만을 보게 된다는 것입니다. 매일 달을 관측해도 모양이 달라질 뿐, 달의 표면은 항상 같습니다.

3. 태양계 행성 관측 방법

1) 육안 관측

태양계 행성 중 수성, 금성, 화성, 목성, 토성은 지구에서 육안으로도 관측이 가능합니다. 하지만 지구에서 매우 멀리 떨어져 있는 행성들이기 때문에 여느 별들과 다름없어 보이기도 합니다. 각각의 태양계 행성들이 뜨고 지는 시간과 위치를 미리 파악하면 쉽게 알아볼 수 있습니다.
태양계 행성은 내행성과 외행성으로 나눌 수 있습니다. 이에 따라 관측 시기가 다릅니다. 내행성은 태양에서부터 지구까지의 궤도 안에 있는 행성입니다. 수성과 금성이 있죠. 외행성은 지구 바깥 궤도를 도는 행성으로, 화성, 목성, 토성 등이 있습니다.
내행성들은 지구에서 바라볼 때 태양 쪽에 있으므로 일정한 위치에서만 관측됩니다. 따라서 해가 진 초저녁의 서쪽하늘이나 해뜨기 전 새벽 동쪽 하늘에서 잠깐 관측할 수 있습니다. 왜냐하면 수성과 금성이 태양 뒤에 위치하면 강한 태양빛에 가려 보이지 않고, 태양과 지구 사이에 위치하면 태양빛을 등진 면이 지구를 향하여 상대적으로 매우 어둡기 때문입니다.
외행성은 지구에서 바라볼 때 태양의 반대편에 위치하기도 하므로 한밤중에도 볼 수 있습니다. 초저녁에 동쪽 하늘에서 뜨고 자정쯤에 남쪽 하늘을 지나 서쪽으로 집니다.
하지만 행성이 뜨고 지는 시각을 알더라도 육안으로 식별하기는 어렵습니다. 위치와 밝기 정도만 확인이 가능해서 다른 천체와 혼동되기도 하고, 행성의 자세한 생김새가 잘 보이지 않죠. 더 자세하게 관측하고 싶다면 천체 망원경 사용이 필수입니다.

2) 천체 망원경

행성을 관측하는 가장 좋은 방법은 천체망원경을 사용하는 것입니다. 천체망원경에는 다양한 종류가 있으나 크게 굴절 망원경과 반사 망원경으로 구분됩니다. 굴절 망원경은 볼록렌즈 2개를 사용해서 대물렌즈로 빛을 모으고, 접안렌즈로 상을 확대해서 보는 망원경이고, 반사 망원경은 오목거울 1개, 볼록렌즈 1개를 사용해서 오목거울로 빛을 모으고, 접안렌즈인 볼록렌즈로 상을 확대하는 방식의 망원경입니다. 천체 망원경은 저배율로 관측하다가 점차 고배율로 관측합니다.

 

4. 별자리 관측 방법

1) 육안 관측 또는 망원경

육안으로 별자리를 관측하기 위해서는 달이 뜨지 않는 시간에 어두운 장소를 찾아가야 합니다. 도심지에서는 밤에도 밝은 조명이 있어 별자리를 관측하기에 적절하지 않습니다. 도시에서 떨어진 외진 시골이나 산이 별자리를 관측하기에 좋습니다.
계절에 따라 볼 수 있는 별자리도 다릅니다. 별자리가 잘 보이는 계절은 겨울입니다. 여름보다 밝은 천체들이 많고 대표적인 별자리가 가득하답니다.
눈으로 별자리를 보다 쉽게 찾는 팁은 주변의 작은 빛이라도 모두 차단하고 밤하늘을 응시하는 것입니다. 어두운 곳에서는 우리 눈이 적응할 시간이 필요합니다. 핸드폰처럼 빛이 나는 장비들을 잠깐 넣어두고, 밤하늘을 응시하고 있으면 점점 더 많은 별들이 보이기 시작합니다. 눈이 어느 정도 적응이 되었을 때 별자리를 찾아 보세요.
만약 별자리를 찾는데 어려움이 있다면 별자리 위치를 알려주는 어플, 별자리판 등의 보조도구를 이용할 수도 있습니다.

 

이상으로 태양, 달, 태양계 행성, 별자리를 관측하는 방법을 각각 알아보았습니다. 도움이 되었다면 아래 하트를 눌러주시기 바랍니다. 더 궁금한 점이 있다면 댓글에 남겨 주세요.