천문학 입문 4

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천문학 용어에서 가장 오용하는 단어가 유성이다. 아마추어 천문학자들 심지어 과학자들도 유성을 유성체나 운석과 혼동한다. 세 단어의 정확한 의미를 알아보면 유성은 우주에 있는 작은 고체 물질이 우연히 지구의 대기를 지날 때 발생하는 섬광을 말한다. 사람들이 흔히 '별똥별'이라고 부르는 물체가 유성이다. 유성체는 우주에 있는 작은 고체 물질이며 보통 태양을 도는 소행성이나 혜성에서 떨어져 나온 작은 조각이다. 가끔 달이나 화성에서 깨져 나온 유성체도 있다. 운석은 우주에서 지표로 떨어진 고체를 말한다. 날마다 약 100톤의 운석이 지구로 떨어진다. 유성체가 지구의 대기로 진입하면, 눈에 보일 정도로 밝은 빛을 낸다. 큰 유성체가 대기중에서 전부 타버리지 않고 지구로 떨어지면 운석이 된다. 운석은 과학자와 수집가들에게 높은 가격에 팔리기 때문에 많은 사람들이 운석을 사냥하러 다닌다. 유성체는 기원에 따라 두 가지로 나뉜다. 혜성에서 나온 유성체는 혜성에서 떨어져 나온 작은 먼지 입자이다. 소행성에서 나온 유성체는 아주 미세한 입자부터 시작해서 바위만 한 크기까지 다양하며 소행성에서 떨어져 나온 부스러기다. 소행성은 태양을 공전하는 작은 천체를 말한다. 과학박물관에 전시된 운석은 소행성의 조각일 가능성이 높다. 소행성에서 태어난 운석은 암석이나 철 성분으로 이루어져 있다. 천문학계에서 잘 없는 일이지만, 단순하게 구성 성분에 따라 석질운석, 철질 운석, 석철질 운석이라고 부른다. 이번에는 유성의 세 가지 종류인 산발 유성, 폭발 유성, 불덩어리 유성에 대해 설명하겠다. 어두운 밤, 별똥별이 떨어지는 모습을 봤다면 산발 유성일 가능성이 높다. 만약, 많은 유성이 한 지점에서 튀어나오는 것처럼 보인다면, 당신은 지금 유성우를 보고 있다. 유성우는 아주 화려한 천체 현상으로 이번 장의 뒷부분을 이들에게 바치겠다. 유난히 눈부시게 빛나는 유성을 불덩어리 유성이라고 부른다. 불덩어리 유성은 따로 공식적인 정의가 없지만 많은 천문학자들이 금성보다 밝은 유성을 불덩어리 유성이라고 생각한다. 불덩어리 유성은 그렇게 드물진 않다. 한 번에 몇 시간씩 본다는 가정하에 규칙적으로 관측하면 1년에 두 번은 볼 수 있다. 불덩어리 유성을 낮에 봤다면, 행운아라고 생각해도 좋다. 어마어마하게 밝은 불덩어리 유성을 봤다는 얘기다. 잘 모르는 사람이 낮에 불덩어리 유성을 보면 비행기나 미사일이 땅으로 떨어지고 있다고 생각한다. 낮에도 보일 만큼 밝은 불덩어리 유성이나 밤에 보이는 아주 밝은 불덩어리 유성이 떨어지면 과학자들이 목격자를 찾는 광고를 낸다. 서로 다른 장소에서 유성을 목격한 사람들의 증언을 비교해 가장 유력한 낙하지점을 찾는다. 아주 밝은 불덩어리 유성이라도 땅에 떨어질 때쯤에는 손바닥만 한 작은 돌 크기밖에 되지 않는다. 따라서 과학자들은 목격자들의 증언을 통해 수색 범위를 줄여야 발견 확률을 높일 수 있다. 불덩어리 유성이 떨어지고 난 뒤에도 목격자를 찾는다는 소식이 들리지 않는다면 가까운 천문관이나 자연사 박물관을 찾아가자. 폭발 유성은 실제로 폭발하거나 산산조각이 나지 않더라도 큰 소음을 내는 불덩어리 유성을 말한다. 폭발 유성이 내는 굉음은 유성이 소리보다 빠른 속도로 낙하하면서 발생하는 음속 폭음이다. 불덩어리 유성이 부서질 때 한 번에 2개 이상의 밝은 유성이 생기며 서로 가까이 붙어서 같은 방향으로 떨어지는 걸 볼 수 있다. 유성이 떨어지면서 박살이 나는 이유는 공기력 때문인데 이상이 생긴 비행기가 높은 곳에서 추락할 때 폭발하지 않았음에도 산산조각이 나는 이유와 같다. 종종 밝은 유성은 뒤에 빛나는 꼬리를 달고 있다. 유성은 몇 초 뒤면 더 이상 보이지 않지만, 유성이 지나간 흔적, 유성흔은 수십 초에서 수 분 정도 남아 있다. 시간이 지나면 바람 때문에 서서히 모양이 흐려지는데 곡예비행에서 비행기가 그린 글씨가 천천히 지워지는 것과 같다. 지방시 기준으로 자정이 지나면 유성을 볼 수 있는 확률이 높아진다. 자정에서 정오까지 관측자는 지구 공전 방향을 향하게 되는데 이 시간 동안 지구가 우주를 휩쓸면서 마주치는 모든 유성체가 유성이 된다. 반면에 정오부터 자정까지는 관측자는 지구가 움직이는 반대편을 보게 되며 지구의 공전 속도보다 빨리 움직이는 유성체가 지구에 뛰어들어야만 유성을 볼 수 있다. 자동차 앞 유리에 부딪히는 벌레를 생각해보자. 고속도로에서 드라이브를 한바탕 즐기고 나면, 뒷유리보다는 앞 유리에 벌레 사체가 많다. 자동차가 움직이는 경로 앞에 있는 모든 벌레는 앞 유리에 부딪혀 죽지만, 벌레가 뒤에서 충돌하려면 자동차보다 빨리 움직여야 한다. 보통 한 시간 내내 하늘을 쳐다봐도 유성은 거의 보이지 않는다. 그나마 자정 이후, 그리고 봄보다 가을에 많이 보인다. 하지만 1년마다 돌아오는 특정한 시기에, 어두운 장소로 가면 달이 뜨지 않는다는 가정하에 시간당 10개, 20개 어쩌면 50개 이상의 유성을 볼 수 있다. 많은 유성이 비처럼 내리는 현상을 유성우라고 하는데 지구가 혜성이 지나간 자리에 남아 있는 수십억의 유성체로 이루어진 띠를 통과할 때 나타난다. 우주나 지구의 하늘에서 유성우가 흩뿌려지기 시작하는 한 지점을 방사점이라고 한다. 가장 유명한 유성우는 페르세우스 유성우이며 한 시간에 최대 80개의 유성을 볼 수 있다. 페르세우스 유성우 외에도 대형 유성우가 일부 있긴 하지만 관측하는 사람은 거의 없다. 페르세우스 유성우는 8월에 찾아오는데 북아메리카와 유럽은 천문 관측하기에 더할 나위 없이 좋은 날씨다. 하지만 쌍둥이자리나 용자리 유성우 같은 경우는 12월이나 1월에 나타나는데 북반구에서 관측하기엔 날씨가 너무 춥다.