[금성일식] 현충일에 금세기 마지막 금성일식 나타난다!
금성의 태양면 통과 현상(Venus Transit of Sun)

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지난번 금환일식(우리나라의 경우 부분일식)에 이어, 지구 크기의 금성이 태양을 가로지르는 ‘금성의 태양면 통과 현상’ 내일 오전 7시 9분 38초부터 오후 1시 49분 35초까지 일어납니다~!!
현충일인 6월 6일 오전 우리나라 전역에서는 금성이 태양을 통과하는 현상을 관측할 수 있을 것으로 보이는데요, 지난 부분일식에 이어 21세기 마지막 금성 우주쇼라 할 수 있는 이번 금성일식, 절대 놓쳐서는 안되겠죠?


금성의 태양면 통과 현상(Venus Transit of Sun)이란?

금성은 태양계의 행성 중에서 지구와 그 크기가 가장 비슷한 행성이지만(지구 크기의 0.95), 태양과 비교한다면 작은 점에 불과합니다. 내일은 바로 이런 금성이 태양을 가로지르는 드문 현상을 관측할 수 있는 것이죠.

일명 '금성일식'이라 불리는 이번 '금성의 태양면 통과' 현상은 지난 1882년 12월 6일과 2004년 6월 8일에 있었고, 다음 통과는 2117년 12월 11일과 2125년 12월 8일에 있다고 하니, 이번에 보지 못하면 지금으로부터 105년 뒤에나 볼 수 있는 셈입니다. 더욱이 이번에는 우리나라가 전 과정을 관측할 수 있는 세계에서 몇 안 되는 나라중 하나라고 하는데요, 유럽과 북미 지역은 일부 진행시간 동안에만 관측 가능하다고 하네요.


금성의 태양면 통과 현상을 관측할 수 있는 나라. 한국을 비롯해서 인도네시아일부, 중국 동부, 러시아 일부, 일본, 알라스카 등 일부 나라에서 만 전 과정을 볼 수 있다.

금성은 태양을 중심으로 지구보다 안쪽을 공전하는 행성이라 종종 이러한 현상이 일어날 거라 생각되지만 매번 일어나지는 않습니다. 그 이유는 무엇일까요?

금성공전 주기가 224.7일지구보다 약 140일 정도가 짧습니다. 즉, 금성은 지구보다 빠른 속도로 태양 주변을 돌게 되는데요, 금성이 태양 주위를 2.6바퀴 돌고 지구가 1.6바퀴를 돌았을 때 태양과 금성, 지구는 일렬로 늘어서게 됩니다. 하지만 그렇다고 해서 태양-금성-지구가 일렬로 늘어서는 1.6년에 한 번씩 금성 태양면 통과 현상이 관측되지는 않습니다. 이는 궤도의 평면 차이 때문인데요, 지구가 돌고 있는 궤도평면에 비해 금성의 궤도는 3.4°가 기울어져 있습니다. 즉, 금성을 태양 근처에서 관측할 수 있는 지점은 지구 공전 궤도면과 금성 공전 궤도간의 교차점인 딱 두 군데 뿐인 것이죠. 여기에 태양-금성-지구가 일렬로 늘어서는 현상까지 일치할 때 이번과 같은 금성의 태양면 통과 현상을 볼 수 있는 것입니다. 그렇기에 지구-금성-태양이 같은 방향에 있다고 하더라고 매번 이러한 현상이 일어나지는 않는 것이고요.
참고로 금성의 태양면 통과 주기‘8년-105.5년-8년-121.5년’이라고 합니다. 


자세한 통과시각과 금성, 태양의 좌표. 우측 아래의 시간표가 주요한 시각이다. 중심 아래의 ‘각거리 자’는 지구에서 보았을 때의 하늘에서의 크기를 비교할 수 있는 스케일이다. 태양의 지름은 약 30분각이다. (1도는 60분. 시간의 분, 초와 구분하기 위해 분각, 초각을 사용한다.)

금성의 태양면 통과현상으로 외계 행성을 찾는다?
금성의 태양면 통과 현상은 천문학적으로도 중요한 의미를 가지고 있습니다. 금성이 태양 표면을 통과하는 과정을 연구하면 멀리 있는 별 주변을 공전하는 외계행성 탐색 연구에 응용할 수 있기 때문이죠. 별 주위를 공전하는 행성이 별 앞쪽을 지나갈 때 생기는 별빛의 미세한 밝기 변화를 포착하는 방식은 외계행성탐색의 중요한 방법이라는군요.

2012 금성 태양면 통과 예상도

금성의 태양면 통과현상을 관측하려면?
이번 현상을 관측하기 위해서는 태양빛을 줄여주는 태양필터를 사용해야 합니다. 특히 쌍안경이나 천체망원경을 통해 직접 태양을 보는 것은 상당히 위험하다는 것~!! 잊지 마세요! 이밖에도 용접용 마스크 유리나, 여러 겹의 셀로판지를 CD에 겹쳐서 보는 방법도 가능하고요, 은박지 등에 바늘구멍을 내고 적당한 거리로 초점을 맞춰 흰 종이에 투영해서 보는 방법도 있습니다.

아! 그리고 천문연구원에서는 우리나라 전역에서 금성이 태양을 통과하는 과정을 인터넷으로 중계한다고 하니 직접 보시기 힘든 분은 천문연구원의 생중계를 이용하세요. 또, 국제단체인 ‘국경 없는 천문학자들의 모임’에서도 금성의 태양면 통과를 실시간 생중계하기 위해 ‘금성통과(VenusTransit)'란 앱을 개발하여 공개했으니, 스마트폰을 갖고 있는 분들은 이 앱을 이용하셔도 좋을 것 같습니다.

시간에 따른 금성 태양면 통과 현상

2012년 금성 태양면 통과 현상에 대해 더 자세하게 알고 싶으신 분들은 아래 사이트를 확인하세요.

 ※ 관련 사이트 : 2012년 금성 태양면통과 (http://www.kasi.re.kr/)

하단의 '더보기'를 누르시면 이번 금성 태양면 통과 천문현상을 직접 관측할 수 있는 장소를 보실 수 있습니다!

더보기

 
자료 | 한국천문연구원 

 

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

동물에게는 ‘내비게이션’이 있다?

‘스마트폰 혁명’과 함께 더욱 주목받고 있는 공간정보*기술, ‘내비게이션’으로 대표되는 위치 찾기 시스템은 이제 우리 일상에서 없어서는 안 될 문화로 자리 잡았다. GPS(Global Positioning System)에서 출발하여 GIS(Geographic Information System), DGPS(Differential GPS) 등으로 활용폭을 넓혀가며 진보하고 있는 공간정보, 이는 인간만이 사용하고 있는 것이 아니다. 내비게이션이 등장하기 훨씬 이전부터 동물들은 다양한 방법을 통해 목적지를 향한 발걸음을 내딛었다. 

*'공간정보 / GPS / GIS / DGPS'에 관한 자세한 설명은  http://nstckorea.tistory.com/67 참조하세요.

개미의 내비게이션, ‘태양’

실험1. 개미가 집으로 향하는 길에 판자를 세워 햇빛을 차단했다. 그 결과 개미는 더 이상 진행하지 못하고 우왕좌왕했다. 그 판자를 치우자 개미는 다시 방향을 잡고 가던 길을 갔다.
실험2. 실험1과 같이 판자를 세운 후, 판자 맞은편에 거울을 세워 햇빛을 반사시켰다. 개미는 집과 정반대 방향으로 움직이기 시작했다.


이화여대 최재천 교수가 저술한 ‘개미제국의 발견’에 등장한 내용이다. ‘개미의 행동을 알아보기 위한 재미있는 실험’으로 소개된 이 실험을 통해 저자는 개미가 태양의 위치를 확인하면서 갈 방향을 잡는다는 사실을 알게 되었다고 한다.
뿐만 아니라 책에 따르면, 사하라 사막에 사는 개미의 일종은 방향을 바꾸며 모래 위를 빠르게 움직이다가 먹이를 발견해 입에 문 후에는 정확하게 집을 찾아간다고 한다. 방향을 바꿀 때마다 태양과의 각도를 측정해 움직인 거리를 계산해 두고, 이를 바탕으로 목적 달성 후 집 쪽을 정확히 알고 찾아간다는 것이다.

연어의 내비게이션, ‘감각’
연어는 강에서 태어나 대양을 돌아다니다가 어른이 되어 알을 낳을 때가 되면 자기가 태어난 강으로 돌아가는 것으로 유명하다. 신기한 것은 현재 위치가 어느 곳이건 관계없이 곧바로 알을 낳을 장소, 즉 태어난 곳을 향해 회유를 한다는 것이다.
아직 과학적으로 연어의 회유를 이끄는 원인이 밝혀지지는 않았지만, 과학자들은 연어가 태어난 곳으로 필요한 아무런 이정표가 없음에도 가고자 하는 장소로 갈 수 있는 것은 어떤 형태의 ‘감각지도(map sense)'를 가지고 있기 때문일 것이라고 추정하고 있다.


단, ‘위치’에 대한 연어의 뛰어난 지각력은 이해를 도울 수 있다. 해양생물학자들에 따르면, 연어는 태양의 방위와 고도에 대해 지각력이 뛰어나 하루 중 어느 때인지를 알며, 지리상의 북쪽을 찾는 방법도 알고 있다고 한다.
또한 연안에 가까워져 강어귀에 들어오면 후각의 흔적인 화학적 기억을 따라 태어난 곳으로 향하는 것으로 분석된다. 연어가 떠나온 경로상의 물에 있는 페로몬(pheromone)* 같은 물질을 인식하고 그 방향으로 항해한다는 것이다.

*페로몬 :  동물이 경고나 유인을 위해 몸 밖으로 분비하는 물질.

또 다른 주장은 오클랜드 대학교의 과학자들이 발견한 신경계에서 기인한다. 이 대학 과학자들은 연어나 송어의 눈 뒤에서 뇌로 향하는 조직을 따라 있는 신경망에 자석이 있음을 발견, 연어의 새끼가 성장해 바다로 나갈 때 화학적 호르몬 변화가 일어나 자신의 신경계에 그 시점의 위도와 경도를 기억시킨다고 해석하고 있다. 그리고 어른이 되어 알을 낳고자 할 때의 연어 뇌에는 현재의 위치와 자기가 태어난 곳의 위치가 기억되어 있다는 주장이다.

‘후각’으로 집을 찾는 바다제비


바닷가 절벽의 굴에서 사는 바다제비는 암흑 속에서도 정확하게 둥지를 찾아간다. 이는 바로 어떤 새보다도 민감한 후각 덕분이다. 프랑스 과학자들이 다른 형태의 집을 짓고 사는 9종류의 바다제비를 두고, 각 종이 어떻게 집에 찾아가는 지 알아본 실험에 따르면, 바다제비는 낮에는 눈을, 밤에는 냄새에 크게 의존한다고 한다. 즉, 자신의 둥지에서 풍기는 특유의 강한 냄새가 바다제비에게는 ‘내비게이션’인 셈이다.

참고자료 | ‘개미제국의 발견’ 최재천 저, 사이언스북스, 1999.
글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 김 병 호

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

2012년 새해가 다가오고 있다. 이때쯤이면 사람들은 해돋이의 명소를 찾아 해돋이를 보며 새해의 다짐을 하기 위해서 계획을 세우곤 한다. 순수한 우리말 ‘해돋이’는 일출이라는 말로도 쓰이는데, 미국 백과사전을 찾아보면 해돋이(sunrise)는 태양의 상단 끝 부분이 동쪽에서 수평위로 나타나는 그 즉시를 말한다고 한다.

우리나라를 비롯하여 일본, 미국태양 쟁반의 상단 끝이 떠오르는 것을 해돋이 시간으로 하는 반면, 영국태양 쟁반 정 가운데까지 올라온 것을 해돋이 시간으로 하고 있다는 점은 무척 흥미롭다.

해돋이지구가 스스로 한 바퀴 돌아서 일어나는 현상인 반면 새해지구가 태양 주위를 한 바퀴 돌아서 일어나는 현상이다. 그렇기 때문에, 이 두 가지 현상이 함께 이루어지는 새해 해돋이는 많은 사람에게 큰 의미를 부여하는 것이다.

간절곶

지구가 스스로 한 바퀴 돌아가는 것을 자전(rotation)이라고 한다. 지구는 태양의 주위를 1년에 1번 공전하면서 남북의 극을 잇는 자전축 주위를 평균 23시간 56분 4초의 주기로 자전하고 있다. 지구의 자전 상태는 인공위성을 통해 직접 관찰할 수도 있지만, 자이로컴퍼스의 축이 북쪽을 가리키고 있는 사실, 푸코 진자, 저기압의 소용돌이가 북반구에서는 시계 반대 방향으로 휘어지는 사실 등이 지구가 자전하고 있다는 증거가 된다.

지구가 태양 주위를 1년에 1번 도는 공전(revolution)은 일반적으로 중심력을 받은 물체가 힘의 중심둘레를 회전하는 운동을 말한다. 다시 말해 태양계에서 태양을 초점으로 하여 지구가 회전하는 것을 말하며, 태양과 지구간의 인력만 일어나지 않고 다른 행성과 지구간의 인력, 그리고 지구와 달의 인력도 일어나고 있다. 그 섭동의 힘에 의해 지구의 궤도는 오묘한 이치를 이루면서 돌아가고 있는 것이다.  

2011년 1월 1일에 떠올랐던 그 해는 2012년 1월 1일에 아주 똑같은 위치에서 뜨지는 않는다. 그 이유는 1년이 365.24일이기 때문인데, 이 때문에 4년에 한 번씩 윤년이 있게 되는 것이다. 지구는 항상 자기 스스로를 돌리면서 태양을 두고 그 밖으로 길게 회전하여 움직이기 때문에 해를 거듭하여도 겹쳐지는 그 위치에 다시 가지 않게 된다.

이렇듯 해돋이는 다시 돌아오지 않은 과거의 시간을 뒤로 하고, 새롭게 다가올 새로운 시간을 맞이하는 시간이다. 해돋이를 맞이하기 위해 서있는 그 자리는 다시 돌아오지 않을 것이며 급변하는 세상 속에서 우리 또한 수많은 변화를 겪으며 살아갈 것이다. 이 쯤 새해의 해돋이를 보기 위해 소중한 사람과 계획을 세우고 행복을 설계하는 것을 어떨까?


해돋이를 행복하게 관찰하기 위한 Tip! 


호미곶

1. 일출 명소를 모아놓은 애플리케이션을 활용한다.
스마트폰을 이용하여 일출 명소의 정보를 모은다. 지역별 새해맞이 일출 장소와 더불어 식사, 잠자리, 연계 관광 명소 등의 정보를 제공해주는 애플리케이션을 활용하여 스마트하게 해돋이를 맞이하자.

2. 매서운 추위를 이기기 위해서 털모자와 귀마개를 준비한다.
체온의 70%는 머리에서 빠져나간다. 겨울철에는 머리를 통한 체온 손실이 가장 크기 때문에 바람을 막아주고, 보온성을 높여주는 털모자나 귀마개를 활용하자. 최근에는 체온을 유지하는 기능과 더불어 패션 감각을 가미한 제품까지 나오고 있으니 따뜻함과 상큼함 두 마리 토끼를 잡아보는 것도 좋겠다.

3. 일출의 순간을 담기 위한 카메라 준비는 필수이다.
새해 첫 날 떠오르는 태양을 맞이하는 감동적인 순간을 담고 싶다면 카메라를 준비해야 한다. 소중한 사람과의 추억과 함께 해돋이의 순간을 사진으로 간직하고 싶다면 흔들리지 않도록 삼각대를 준비하고 해돋이를 잘 촬영하기 위해 촬영 비법을 간단히 배워가는 것도 좋다. 
  
                                                                                         글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 이 동 진

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

11년에 한 번, 태양이 주는 시련
CME, 전지구적인 재앙인가?

작년 ‘2012’라는 영화가 개봉되어 흥행에 성공했다. 지구 종말 시나리오에 기반을 둔 영화로 폭발적인 태양활동으로 방출된 뉴트리노가 지구 내부 온도를 급격히 상승시켜 대규모 지각변동을 유발하고, 이 때문에 인류가 대재앙을 맞는다는 내용이다. 영화에서 제시한 지구 종말의 과학적 원인이 정확한지는 제쳐두더라도, 고대 마야의 달력이 2012년에 끝난다는 점과 다음 태양활동 극대기가 2012년 근처라는 사실을 연관시켜 제법 그럴듯한 시나리오를 제시했다.

지구종말 시나리오에 기반을 둔 영화 '2012'


재미있게도 NASA는 최근 “현재 태양활동이 비교적 잠잠하지만 2013년이 되면 강력한 플레어가 발생해 태양폭풍이 발생할 것이며, 그에 따라 허리케인 카트리나 때보다 20배는 더 큰 경제적인 피해가 예상된다”고 발표했다. 영화 2012에서 제시한 시나리오와 묘하게 맞아떨어진다.

정말로 인류는 영화 ‘2012’에서처럼 태양활동에 의해 대규모 재앙에 직면할 것인가? 대재앙까지는 아니더라도 NASA의 경고처럼 큰 경제적인 피해를 초래할 것인가?

코로나질량방출(CME, Coronal Mass Ejection)
CME태양의 물질이 직접 우주공간으로 방출되는 현상이다. 플레어와 함께 가장 중요한 태양활동 두 가지 현상 중 하나이기도 하다. 대개 플레어와 CME는 동반하여 일어나지만 플레어와 CME는 몇 가지 상반되는 특징을 보인다.
플레어태양의 자기에너지(magnetic energy)가 열이나 빛의 형태로 폭발하듯 방출되는 반면, CME는 용어에서 알 수 있듯 태양의 물질이 직접 우주공간으로 분출된다. 플레어는 빛의 방출이므로 8분 남짓이면 지구에 도달하여 영향을 주지만 CME는 지금까지 관측된 가장 빠른 것이라도 초속 3000킬로미터 정도에 불과하다. 이 속도도 물론 엄청난 빠르기지만 이렇게 빠른 CME도 지구까지 도달하려면 최소한 하루나 이틀이 소요된다.

앞서 언급한 영화 ‘2012’는 폭발적인 CME가 굉장히 드문 현상인 것처럼 묘사했지만 사실 CME와 같은 태양활동 증가 현상은 전혀 새로운 일이 아니다. 인류가 태양을 관측한 이래 평균 11년을 주기로 꼬박꼬박 볼 수 있는 지극히 평범한 자연현상의 하나일 뿐이다. 또한 CME가 방출될 때 다량의 뉴트리노가 발생한다는 근거도 없거니와 뉴트리노는 다른 물질과 상호작용을 거의 하지 않는 입자이기에 영화에서처럼 지구 내부 물질과 상호작용하여 가열시키는 것도 불가능하다. 이번에 NASA에서 발표한 CME는 그동안 숱하게 관측된 정상적인 천문현상일 뿐, 영화에서 보여준 것과 같은 대재앙을 일으키지는 않는다는 이야기다.

CME와 지구 자기권의 모습. CME는 지구 자기장을 압축하여 지자기폭풍을 일으키고 극지방에 오로라를 발생시킨다.

이번의 CME가 역사상 최대 규모도 아니다. 태양관측이 기록된 이래 가장 큰 규모의 태양활동은 1859년에 일어났다. 그 해 9월 1일 영국의 천문학자 캐링턴은 태양관측사상 가장 큰 플레어를 관측했으며 이 플레어는 대규모의 CME를 동반했다. 당시의 CME는 불과 18시간만에 지구에 도달했으며 9월 1일과 2일 전 세계에서 사상 최대 규모의 자기폭풍이 일어났다. 자기장 교란이 어찌나 심했던지 유럽과 미국 전역의 전산시스템을 마비시키는 것은 물론이고 카리브해와 같은 저위도 지역에서도 오로라를 볼 수 있었다고 한다. 비교적 최근 기록 중에는 1989년의 CME가 가장 대규모로 꼽힌다. 1989년 3월 9일 발생한 CME도 엄청난 자기폭풍을 일으켜서 궤도상의 여러 인공위성들의 통제가 수 시간 동안 불가능했으며 지구자기장 교란으로 캐나다의 전력회사 전력망 회로차단기가 오작동하여 퀘벡주 전역이 9시간 동안 정전을 겪기도 했다.

CME로 발생하는 피해, 어떻게 대비할까?
CME는 플레어와 마찬가지로 태양 내부의 자기적인 불안정 때문에 일어난다. 요즘처럼 태양활동이 조용할때는 CME가 드물게 일어나지만 태양활동이 최고조일 때는 하루에 수차례의 CME가 발생하기도 한다. 지구에 도달한 CME는 지구 자기장을 말 그대로 ‘불어내어’ 압축시켜서 자기권을 변형시키고 고에너지 입자들의 일부가 지구 자기력선을 따라 극지방의 지구 대기권 상층부로 들어와 오로라를 형성한다.

NASA의 태양관측위성, SOHO(SOlar Heliospheric Observatory)가 관측한 CME의 발생 모습. 약 7시간에 걸쳐 왼쪽 위 10시 방향으로 CME가 방출되고 있다.


한편 지구자기권의 변형은 지전류를 유도하여 지상의 전력시스템에 장애를 주어 정전을 일으키거나 송유관을 부식시켜서 경제적 손실을 일으킬 수 았다. 자기장폭풍은 전리층을 교란하여 지상의 장거리 무선통신이나 위성통신에 장애를 일으키는가 하면 GPS 신호에 오류를 일으킬 수도 있다. 자기폭풍에 의한 고층대기의 밀도변화는 인공위성의 궤도변화를 초래하여 위성의 수명을 단축시키기도 한다.

그렇다면 이번 CME는 어느 정도의 파괴력일까? 미국해양대기청(NOAA) 산하 우주환경예보센터(SWPC)는 이번 24주기의 태양활동극대기는 2013년 5월경일 것이라고 발표했다. 이번 극대기에 나타나는 일일 최대 흑점수는 90개 정도로 예상하고 있는데 이는 극대기 평균 일일최대흑점수인 114개에도 미치지 못한다. 일일 최대 흑점의 개수가 플레어나 CME와 같은 태양활동현상이 얼마나 자주 일어날지 짐작할 수 있는 지표라는 점을 생각해보면 이번 CME가 우려만큼 강력하지는 않으리라 짐작할 수 있다. 다만, CME가 전자기기와 전파시스템에 큰 영향을 준다는 사실을 고려한다면 과거에 비해 전기와 통신에 대한 의존도가 비교할 수 없을 정도로 커진 만큼 심각한 경제적 피해가 발생할 수도 있다.

CME로 인한 피해가 예상되지만 안타깝게도 현재로서는 정확하게 언제 어느 정도 규모로 CME가 발생할지 예측하는 것은 거의 불가능하다. 다행히 일단 CME가 발생하면 언제 지구에 도달할지는 예측이 비교적 용이하여 12시간 이내의 오차범위로 CME로 인한 직접적인 영향의 시점을 미리 예측하는 것이 가능하다.
CME가 전지구적인 재앙인 것처럼 미리부터 겁먹을 필요는 없다. 영화는 어디까지나 허구일 뿐이다. 과도한 우려가 부질없음을 우리는 이미 2000년의 밀레니엄버그 사태를 통해 겪었다. 막연한 불안감에 불필요한 걱정을 하기보다는 다가올 위험을 냉정히 평가하여 그에 맞는 대처가 필요하지 않을까?
                                                                                                     출처 : FOCUS 2월호

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