천체관측법/관측법

"천문학은 천문학자가 아닐 때 훨씬 더 재미있습니다."

— 브라이언 메이

관측도구

별들을 관측하는 도구는 여러가지가 있습니다. 무엇보다도 가장 필수적인 것은 여러분들의 눈이겠죠. 인류의 시초부터 석기시대, 청동기를 걸쳐 과학혁명 이전까지도 인류가 별들을 관측하기 위해서 필요한 도구는 좋은 눈이었습니다. 이건 현대, 특히 별을 보러 도심을 벗어나는 사람들에게도 필수적인 도구입니다.

눈으로 관측하는 것을 안시관측이라고 하는데, 어떤 광학도구를 사용하더라도 안시관측을 대체할 수는 없습니다. 눈으로 본 세상은 어떤 광학도구보다 더 넓은 시야를 제공해주고, 조건까지 바쳐준다면, 그 무엇보다도 아름다운 광경을 선사해줄 것입니다. 즉, 망원경을 가져가지 않아도 눈으로만 보아도 괜찮습니다.

아무것도 들고 가지 않는 것이 무안하다면 쌍안경도 좋은 선택입니다. 쌍안경은 아무런 노하우가 없어도 쉽게 직관적으로 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있는 도구입니다. 물론 가지고 다니기도 편해서 따로 짐을 꾸리고 싶지는 않지만, 도구를 사용하고 싶다면 좋은 선택지 중 하나입니다.

망원경은 본격적으로 관측을 하고 싶으신 분들께 추천드립니다. 별을 보기 좋은 스팟들은 대부분 교외나 더 나가야 하는 경우가 많기 때문에, 망원경으로 관측을 하고 싶으시다면 적어도 차를 빌릴 수 있어야 합니다. 망원경을 차에 넣고, 좋은 스팟을 찾고서, 그 스팟에서 망원경을 설치해야 되기 때문에 사실, 귀찮을 수도 있는 부분이 있습니다. 물론 토성의 고리를 관측하거나, 목성의 위성을 관측하거나, 좋은 사진기를 붙여 좋은 천체 사진을 얻는 것은 망원경만한 도구가 없기는 합니다.

관측도구는 여건이나 상황에 맞춰 준비하면 됩니다. 꼭 좋은 도구만을 가져가야 한다는 강박에 사로잡힐 필요가 없습니다. 별이 오늘만 뜨는 것도 아니고, 관측을 한 번만 하는 것도 아니니까요.

준비물

별들은 밤에 잘 보이고, 아마 관측을 진행하는 것도 대부분 밤일 것입니다. 관측하는데는 좀 더 챙겨가야 할 것들이 있을 겁니다.

돗자리는 굉장히 좋은 물건입니다. 누워서 하늘을 볼 수 있다는 것 자체가 큰 메리트이고, 잡다한 짐들을 올려놔서 베이스캠프 역할을 할 수도 있습니다. 필수라고는 할 수는 없지만, 긴 시간 동안 관측을 할 생각이거나, 안시관측을 할 목적이면 가져가는 걸 권장합니다.

별들을 보는 환경은 마냥 좋은 환경은 아닙니다. 당연히 별을 관측할 때는 밤일테고, 별을 보기 좋은 환경들은 보통 우리가 생활하는 공간보다 더 많이 춥습니다. 일기예보에서 나오는 것보다 적게는 1~2도, 많게는 4~5도 정도 더 떨어진 곳에서 관측한다고 생각하는 편이 좋습니다. 그래서 평소에 입는 것보다 한 단계는 더 두껍게 입는 편이 좋습니다. 무더운 여름날에는 후드티 같은 초가을에 입는 옷을 챙겨가거나, 추운 겨울날에는... 안 가는게 낫지 않을까요? 영하로 내려가기만 해도 많이 춥습니다. 서리 때문에 망원경 걱정도 해야합니다. 그래도 관측한다면 핫팩 같은 걸 두둑히 챙겨가는 것이 좋습니다. 또, 바로 열량을 제공할 수 있는 초콜릿바 같은 걸 가져가는 것도 좋습니다.

핸드폰으로 사진 같은 걸 찍기를 원한다면 삼각대를 가져가는 것도 좋습니다. 핸드폰을 뒤집어서 찍을 수야 있지만, 핸드폰에 기스가 날 수 있는 것도 문제고, 이 방식은 생각보다 고정이 늦게 되서 별 사진이 예쁘게 나오지 않는다는 문제도 있습니다. 그래서 삼각대 같이 고정이 가능한 물건을 가져가면 별 사진을 예쁘게 찍을 수 있습니다.

관측환경

시골의 하늘(위)과 도시의 하늘(아래)을 비교한 사진입니다. 도시의 조명으로 인해 왼쪽 아래를 중심으로 하늘이 밝은 걸 볼 수 있습니다. 별들은 어둠을 더 좋아하기 때문에 이런 빛공해는 관측을 더 힘들게 만듭니다. Jeremy Stanley씨가 찍으신 사진입니다. Flickr에서 제공.

하늘은 너무 밝습니다. 낮이건 밤이건, 사실 별을 보기 좋은 환경은 아닙니다. 특히나 도시 근처라면 도시에서 나오는 조명들이 하늘을 더 밝게 만듭니다. 이를 광공해 혹은 빛공해라고 하는데, 관측하는데 있어 이런 공해는 큰 방해가 됩니다.

하지만 도시는 자연스럽게 밤에도 조명이 필요한 공간이고, 이런 빛 공해를 피하기 위해선 문명의 산물에서 떨어져야 합니다. 우리가 최대한 별과 가까워지기 위해서는 문명에서 멀어져야 한다는 것이죠. 관측하기 좋은 환경은 무엇보다도 조명이 없는 곳입니다. 우선적으로 고려해야 할 조건입니다. 그 다음으로는 탁 트인 하늘이 보이는지를 고려해야합니다. 산등성이에서 나무로 가리면 아무것도 보이지 않겠죠. 그래서 별을 관측하기 제일 좋은 환경은 초원과 사막입니다. 대한민국에서는 찾을 수 없는 곳이긴 합니다.

그래서 그나마 보기 좋은 곳을 찾아야 합니다. 국제밤하늘보호공원이 있는 영양 같은 명승지도 고려해볼 수 있지만, 1~2시간 이내에 오갈 수 있는 곳을 정한다면, 아마 도시의 조명과 저울질을 해야할 겁니다. 여러분들이 사시는 곳 근처에 별이 잘 보이는 스팟이 없는 것은 아닙니다. 서울 같은 대도시도 양평이나 철원 등 고려해 볼 수 있는 도시도 존재합니다. 외에도 천체관측하기 좋은 스팟들은 천체관측 커뮤니티 등에서 공유되고 있으니, 자신이 사는 지역에서 보기 좋은 스팟을 찾으려면 커뮤니티에 들어가서 찾는 것도 좋은 선택입니다.

천문대를 들리는 것도 좋은 선택이 될 수도 있습니다. 도심 속 천문대가 아닌 교외의 천문대의 경우 시설이 조금 빈약할 수는 있지만, 별 관측하기에 좋은 곳에다가 세워두기 때문에, 별을 보기 좋은 환경입니다. 또, 어느정도 시설이 구비된 천문대의 경우 플라네타리움을 운영하는 경우도 있어서, 개인 관측이 가지는 한계를 보충해 줄 수 있습니다. 천문대에서 관측을 도와주시는 분들도 천문학과를 나왔을 가능성이 대단히 높기도 하고, 망원경을 만지는 방법이나 별 관측할 때의 팁을 많이 가지고 있으신 분들이기 때문에 관측에 도움이 되는 여러가지 정보도 얻을 수 있습니다.

별들을 관측할 때는 당연히 구름이 많은 날은 피하는 것이 좋습니다. 대자연의 생각은 당최 읽을 수가 없어서 어느 날을 잡는다고 구름이 반드시 사라지진 않겠지만, 구름은 없는 날이 관측하기 좋습니다. 또, 딥스카이를 관측할 때는 달이 삭에 가까울수록 좋습니다. 보름달의 경우, 너무 밝아서 태양이 떴을 때 하늘이 밝아지는 것처럼 보름달도 주변 하늘을 밝게 만들어 버립니다. 밝은 하늘은 광해로 작용하여, 하늘보다 어두운 천체는 보름달의 눈부심 속으로 묻혀 사라집니다.

위의 두 경우가 맞물려 좋은 컨디션을 갖는 하늘을 찾는 것은 쉽지 않습니다. 과장하여 표현하면 하늘의 컨디션이 좋은 날은 하늘이 점지해주는 날입니다. 교외 근처에서 은하수까지 관측했다면(은하수는 길기 때문에 시야가 넓은 안시관측으로 밖에 관측이 안됩니다.) 하늘이 점지해 준 날이라고 보셔도 무방합니다.

에티켓

천체 관측에서 필요한 에티켓이 몇 가지가 있습니다. 내가 당해도 기분이 나쁠 수 있고, 마찬가지로 상대방이 당해도 기분이 나쁠 수 있으니 주의해야 할 사항이 몇가지 있습니다.

첫째, 관측은 안전한 곳에서
가끔씩 관측을 하는데 위험한 곳을 도전하시는 분이 있습니다. 도로 위라거나, 출입금지 구역 등 안전과는 거리가 먼 곳에서 관측을 하는 경우가 종종 있습니다. 관측은 위험을 불사하고 할만한 취미는 아닙니다. 사진을 잘 찍는 것보다도 잘 다치지 않고 즐기는 것이 더 중요합니다. 공도 위나 함부로 들어가지 말라고 하는 곳에서 관측을 하지 맙시다.

둘째, 빛은 최소한으로
우리 몸은 환경에 적응을 잘 합니다. 눈도 마찬가지입니다. 천체관측을 하기 전에 우리 눈은 어두운 공간에 익숙해져야 합니다. 집 안에서 등을 끈 직후에는 아무것도 안 보이지만, 조금 시간이 지나면 서서히 사물들의 윤곽을 보듯, 자동차나 조명의 불빛에서 벗어나 캄캄한 관측환경에 들어서면 조금 시간을 가져서 어둠에 익숙해져야 합니다. 이것을 암시야라고 하는데, 암시야는 어두운 환경에서 사물들을 더 잘 보게 하여, 이것으로 별들을 많이 볼 수 있게 합니다. 하지만 암시야 상태에서 빛을 보면 눈부신 건 당연하고, 몸이 다시 빛에 적응하려고 합니다. 빛을 다시 안 보더라도 암시야 상태로 돌아가는데 시간이 걸리죠. 그래서 반드시 써야할 때는 빛을 써야겠지만, 다른 사람들도 관측하는 환경에서 빛을 사용하는 것은 되도록 지양해주시는 것이 좋습니다.

셋째, 쓰레기는 남기지 않기
핫팩이나 간식의 포장비닐이나 여타 쓰레기들은 다시 가져가야합니다. 천체관측뿐만 아니라 캠핑이나 등산 등 여러 레저활동에서도 당연히 지켜야 할 에티켓이죠. 자연이 우리에게 아름다운 별들을 준만큼 자연을 소중히합시다.

관측법

박명

박명시간대. 해가 진 후나 뜨기 전, 해가 아래로 6도보다 작은 각을 가질 때를 시민박명, 6도에서 12도를 가질 때를 항해박명, 12도에서 18도를 가질 때를 천문박명, 그 아래를 밤이라고 부릅니다. 위키미디어 공용 제공.

우리가 이미 알고 있듯이 해가 진다고 해서 바로 어두워지지 않습니다. 해가 지고 난 후에는 황혼(혹은 서광 등)이라고 하는 시간대가 기다리고 있고, 해가 뜨기 전에는 여명이라고 하는 시간대가 기다리고 있습니다. 이와 같이 해가 뜨기 전이나 진 후에도 하늘이 여전히 밝은 시간대를 합쳐 박명이라고 부릅니다. 박명은 해의 위치에 따라 시민박명, 항해박명, 천문박명이라고 나누어 부릅니다.

해가 지평선보다 6도 아래 낮을 때까지를 시민박명, 시민박명 후 12도로 내려갈 때까지를 항해박명, 항해박명 후 18도로 내려갈 때까지를 천문박명이라고 부릅니다. 천문박명까지 지나고 나면 진정한 천문학적인 밤이 시작됩니다.

해는 위도나 계절에 따라 내려가는 속도가 다르기 때문에 박명이 지속되는 시간은 제각기 다릅니다. 때로는 낮이 계속되거나 밤이 계속되서 박명 자체가 없는 경우도 있지요. 보통 대한민국에서는 일몰 후 혹은 일출 전 대략 30분, 1시간, 1시간 30분의 시간을 갖고 시민박명, 항해박명, 천문박명이 나눠집니다. 정확한 시간은 천문연에서 계산기를 따로 제공합니다. 어두운 천체를 관측하기 위해선 적어도 일몰 후 1시간 30분 이후에 관측을 하거나, 일출 전 1시간 30분 이전에 관측해야 합니다. 시리우스나 달, 금성의 경우, 충분히 밝기 때문에 시민박명이 오기 전이나 끝나더라도 보일 수는 있습니다.

별자리판

현재 위도에서 관측할 수 있는 별들을 보여주는 별자리판입니다. 아마 초등학교 다닐 때 한 번 쯤은 봤을 수도 있는 판일 겁니다. 이 별자리판은 중국에서 제작되었는데, 위도 30도에서 45도에서 보이는 별들을 나타내기 위해서 볼 수 있는 윗판의 타원을 여러 개로 만들었습니다.

오늘 천체를 관측하기 위해서 별자리판을 사용할 수도 있습니다. 별자리판은 아래판에 성도를 그려놓고, 윗에 빙글빙글 돌아가는 판을 하나 덧대여 중앙(성도에서의 북극입니다.)을 핀 같은 걸로 고정한 성도에서 보이지 않는 영역을 가리는 방식으로 만든 일종의 천체 가이드입니다. 한 별자리판은 별자리판에 새겨진 위도에서만 제대로 작동합니다. 오른쪽의 별자리판은 특이한 경우로, 여러 타원을 만들어서 다양한 위도에서도 사용할 수 있도록 만든겁니다. 별자리판에서 타원의 테두리는 관측할 때의 지평선을 의미합니다.

별자리판은 아래판의 날짜 눈금과 윗판의 시간 눈금을 맞춰서 사용합니다. 두 눈금을 맞추면 그 날짜, 그 시간대의 하늘에 떠있는 별들을 보여줍니다. 별자리판의 동서남북을 바라보는 방향에 따라 아래다 두고 보면 별자리판과 뜬 별이 맞는 걸 확인할 수 있습니다.

물론, 별자리판은 스마트폰이 보급되기 전에 대중천문학을 위해서 사용했던 것이고, 스마트폰이 충분히 보급되고, 천체 관련한 어플이 만들어진 지금에서는 잘 안 쓰는 도구입니다. 스마트폰에 천체를 관측할 수 있는 앱을 깔아놓고 쓰면, 아주 잘 보입니다. 심지어 자기센서 보정만 잘해주면, 가리키는 방향의 있는 별도 볼 수 있습니다.

천구의 북극 찾기

대한민국에서 볼 수 있는 주요한 별자리 중에서 카시오페이아 자리와 북두칠성은 둘 중 하나는 반드시 떠있는 별자리입니다. 두 별자리 중 하나를 이용하면 북극성(polaris, 폴라리스)을 찾을 수 있습니다. 다시 말해서 방위를 알 수 없을 때, 천구의 북극을 찾기 위해서 카시오페이아 자리나 북두칠성을 이용할 수 있습니다.

Arya Anthony씨가 2021년 인도에서 스마트폰으로 촬영한 북두칠성 사진입니다. 원본으로 보면 두 오른쪽에서 두번째 별이 2개로 보입니다. IAU(국제천문연맹)에 업로드 되어 있는 사진입니다. [1]

북두칠성은 봄에 관측하기 좋은 별자리로 동양 별자리이기도 합니다. 이름의 뜻은 북쪽에 있는 일곱 개의 별로 이루어진 국자입니다. 우리나라의 여러 유적들과 신앙과 연관되어 있는 별자리입니다. 이름처럼 북쪽 하늘을 보는데, 국자처럼 생긴 유독 눈에 띄는 별 7개가 보이면 북두칠성일 가능성이 높습니다. 국자 두 개를 발견하셨다면, 작은 쪽이 작은곰자리로 꼬리 끝이 북극성인 별자리를 발견하신겁니다.

북두칠성의 손잡이 쪽에서 두 번째 별은 미자르라고 하는데, 미자르가 있는 자리에는 사실 아주 근접하게 알코르라고 하는 별이 같이 있습니다. 고대 로마에서는 군인을 뽑을 때 미자르에 별이 몇 개가 보이는지를 물어서 시력을 측정했다고 합니다. 1개는 눈이 안 좋은 사람이고, 2개는 눈이 좋은 사람으로 평가한 것이죠. 미자르를 봤을 때 별이 3개가 보이신다면 눈이 무척이나 좋으신겁니다. 위키백과의 미자르와 알코르 문서에서 왜 그런가에 대한 설명이 있습니다.

반면 카시오페이아자리는 가을에 관측하기 좋은 별자리입니다. 이름에서 알 수 있듯이, 동양의 별자리는 아니고, 그리스 신화와 연관된 별자리입니다. 카시오페이아는 우리에게 은하로 친숙한 안드로메다의 어머니입니다. 카시오페이아는 포세이돈의 노여움을 사, 카시오페이아가 죽은 뒤 포세이돈이 의자에 거꾸로 앉힌 채로 천구의 북극을 도는 별자리가 됩니다. 신화와 관련된 이야기는 사실 카시오페이아보다는 안드로메다 쪽이 좀 더 재밌습니다. 안드로메다도 안드로메다자리가 있고, 이 별자리에서 발견된 안드로메다 은하도 있는데다가, 페르세우스 같은 그리스 신화의 영웅과 엮여있기 때문에 이야기를 꺼낼 때는 안드로메다 이야기를 하는 것이 더 재밌을 겁니다. 페르세우스가 타고 다니던 말인 페가수스의 별자리도 안드로메다 근처에 있으므로 가을 별자리를 설명할 때 엮일 수 있는 이야기가 많습니다.

각설하고, 카시오페이아자리는 W와 비슷하게 생겼습니다. 북두칠성과 마찬가지로 북쪽 하늘에서 유독 눈에 띄는 W 모양을 발견하셨다면, 그것이 카시오페이아자리입니다. 북두칠성과 작은곰자리와 달리, 북쪽하늘에 W 모양은 카시오페이아 자리만 있기 때문에 헷갈릴 일이 없습니다. 카시오페이아자리 근처에는 카시오페이아자리 ρ(로)라고 하는 변광성이 있습니다. 겉보기 등급이 4에서 6으로 변하는 변광성입니다.

북극성을 찾는 법입니다. 왼쪽의 별자리가 북두칠성이고, 오른쪽 별자리가 카시오페이아 자리입니다. 북극성은 또, 작은곰자리의 꼬리의 끝에 해당하는 별입니다.

별자리를 이용해서 북극성을 찾는 법은 크게 두 가지입니다. 다른 방법을 연구해서 북극성을 찾을 수 있겠지만, 널리 알려진 것은 북두칠성과 카시오페이아자리를 이용하는 것입니다.

북두칠성 자리를 이용하는 방법입니다. 북두칠성의 국자 머리부분의 끝 두 별을 선분으로 잇고, 그것을 국자를 들고 있을 때 윗방향으로 다섯 배를 연장시키면 유독 눈에 띄는 별을 하나 발견할 수 있습니다. 그 별이 북극성입니다. 카시오페이아자리를 이용할 때는 가상의 점을 하나 사용합니다. W처럼 생긴 카시오페이아자리의 끄트머리 두 선을 연장해서 겹치는 점과, 카시오페이아자리의 가운데의 별을 연결한 선을 만들고, 가운데 별 방향으로 그 선을 다섯 배 연장시킨 위치에 북극성을 발견할 수 있습니다.

나침반이나 다른 방법으로 방위를 이미 알고 있다면 굳이 북극성을 찾기 위해 별자리를 찾을 필요는 없습니다. 전편에서 다루었듯이, 북극성의 위치는 여러분들이 관측하는 장소의 위도만큼 올라가 있습니다. 즉, 북점을 바라보고, 손이나 다른 어떤 것을 사용해서 여러분들이 관측하는 장소의 위도만큼 고개를 들어 별을 찾아보면 눈에 띄는 별을 하나 찾을 수 있습니다. 그 별이 바로 북극성입니다.

천구의 북극을 찾는 것이 중요한 이유는, 천구의 북극을 중심으로 별들이 원을 그리며 움직이고 있기 때문입니다. 천구의 북극을 찾으면 천구의 적도도 찾을 수 있고, 천구의 적도를 찾으면 천구 상의 달이나 태양, 행성들의 궤적을 대략적으로 유추할 수 있습니다. 특히 망원경 중 적도의식 가대를 사용하는 경우 별을 쉽게 추적하기 위해서 천구의 북극을 찾는 것은 기본입니다. 적도의는 특정한 별을 추적할 때 한 축만 사용해서 추적할 수 있다는 것이 가장 큰 장점인데, 이렇게 만들기 위해서는 천구의 북극에 맞춰 정렬해야 합니다.(남반구에서 관측할 때는 천구의 남극에 맞춰 정렬합니다.) 또, 첫번째와 같은 이유로 천체 일주사진을 찍을 때 동심원이 어딘지 알려주는데 있어서 천구의 북극을 찾는 것은 중요합니다.

계절별 별자리

별 보기 좋은 계절은 가을 빼고 다입니다. 아주 안타깝게도 가을 별자리에는 카시오페이아자리, 안드로메다자리, 페가수스자리, 페르세우스자리가 한 번에 모여있어서 이야기를 풀어내기 좋은 계절이지만, 밝은 별들은 모조리 다른 계절한테 빼앗겼습니다. 계절마다 그 계절을 대표하는 삼각형, 사각형이 있습니다. 봄철의 대삼각형, 여름철 대삼각형, 가을철 대사각형, 겨울철의 대삼각형. 이 중에서 가을철 대사각형만 페가수스자리의 별들입니다.

하늘에 보이는 것 말고, 별을 관측하기 좋은 계절은 장마 오기 전의 여름, 그리고 가을입니다. 적당히 선선하고 건조한 날씨가 별자리를 관측하는데 좋습니다. 습한 곳에서 관측하기에는 광학장비가 좀처럼 싸지 않기 때문에 좋지 않습니다. 또, 미세먼지나 황사 등이 많은 날씨는 별자리를 관측하기가 좋지 않습니다. 추위도 신경써야 하는 부분입니다. 아이러니하게도 시베리아 기단이 미세먼지도 밀어내주기 때문에 갑자기 시려오는 날이 별을 보기에는 좋습니다.

계절별 별자리는 위키백과의 w:봄철의 별자리와 다른 계절별 별자리 문서를 참고하거나, 한국천문연구원의 별자리를 참고하시는 것도 좋습니다.