밤하늘을 바라보면 반짝이는 별들을 볼 수 있습니다. 우리가 흔히 말하는 별은 항성입니다. 항성은 위치를 바꾸지 않고 스스로 빛을 내는 천체를 말합니다. 행성은, 자리가 고정되어 있는 항성 사이를 움직이면서 스스로 빛을 내지 못하고 항성의 빛을 반사해 내는 천체를 말합니다. 태양은 지구에서 가장 가까운 항성, 즉 별입니다. 태양, 지구 그 밖의 행성들이 이루는 태양계와 태양계가 속한 우리 은하, 밤하늘에 볼 수 있는 별자리에 대해 알아봅시다.
태양계 가족
태양에서 지구까지의 거리는 1억 5천만 km이며 빛의 속도로 가면 8분 20초 정도 걸립니다. 태양계 8개의 행성은 물리적 특성상 지구형 행성과 목성형 행성으로 나눕니다. 주로 암석 덩어리가 뭉쳐 만들어진 지구형 행성에는 수성, 금성, 지구, 화성이 포함됩니다. 지구형 행성은 목성형 행성보다 크기가 작습니다. 금성과 지구와 화성은 크기가 비슷합니다. 수소, 헬륨, 얼음 등 주로 가벼운 물질로 이루어진 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 목성형 행성이라고 말합니다. 목성형 행성은 크기가 매우 크고, 그중에서도 가장 큰 목성의 부피는 지구의 1300배나 됩니다. 그러나 목성도 태양과 비교하면 정말 작은 크기입니다. 지구의 지름을 1cm라 가정할 때 태양의 지름은 109cm이고 가장 큰 행성인 목성의 지름은 11.2cm입니다. 수성은 태양계에서 가장 작은 행성이고 태양과 가장 가까운 행성입니다. 크기는 지구보다 작지만 70%의 철과 30%의 암석으로 이루어져 밀도는 지구와 비슷합니다. 1973년 최초로 NASA의 마리너 10호가 수성 가까이를 촬영하여 수성의 크리에이터를 관찰하기도 하였습니다. 새벽녘 동쪽 하늘에서 반짝여 '샛별'이라고 부르기도 하는 금성은 표면 온도가 450도 이상의 고온이고 대기는 이산화탄소로 가득 차 있으며 물 한 방울 없어 생물체가 살기에 적할 하지 않다는 사실을 알았습니다. 화성은 표면이 산화철로 이루어져 붉게 보입니다. 2004년 화성 탐사로봇 오퍼튜니티와 2012년 큐리오시티의 활약으로 화성에서 호수와 미생물의 흔적을 발견하면서, 화성은 생물체 존재에 대한 기대감을 갖게 하는 행성입니다. 목성형 행성은 지구형 행성보다 부피와 질량은 크고 밀도는 낮습니다. 목성형 행성들은 단단한 표면이 없고 온도가 영하 200도 정도로 생명체가 살기에는 부적합한 환경입니다.
우리 은하
태양계에서 가장 큰 별인 태양도 우주에 나가면 아주 작은 별에 불과합니다. 시리우스, 알데바란, 베텔기우스, VY카니스 메이저리스 등의 별과 비교하면 아주 작은 별에 불과합니다. 지구에서 태양 다음으로 가까운 항성은 프록시마 별입니다. 지구로부터 4.24광년 떨어져 있습니다. 광년이란 빛이 1년 동안 날아간 거리를 말합니다. 그 거리를 km로 알아보려면 빛의 속도에 1년을 초로 바꾸어 곱하면 계산할 수 있습니다.
1광년 = 약 300,000km × 60초 × 60분 × 24시간 × 365일 = 약 9,460,800,000,000km, 즉 1광년은 약 9조 5천억 km입니다. 지구에서 프록시마 별까지 빛의 속도로 가면 4.24년이 걸린다는 뜻이고 가장 빠른 우주선으로 달린다고 해도 8만 년이 걸립니다. 별들이 우주에서 집단으로 모여있는 것을 은하라고 합니다. 하나의 은하에 천만~1조 개의 태양과 같은 별이 있습니다. 연구에 따르면 우주에는 약 2조 개의 은하가 존재할 것으로 추측하고 있습니다. 그 2조 개의 은하 중에서 태양계가 속한 은하는 우리 은하입니다. 우리 은하에는 약 3천억 개의 별들이 모여 있습니다. 우리 은하와 비슷한 크기의 은하 중 가장 가까이 있는 은하가 안드로메다 은하입니다.
별자리
수천 년전 메소포테미아에서 양들을 몰면서 풀을 찾아 이동하는 목동들에게 별은 나침판도 되고 시계도 되고 달력의 역할도 하였습니다. 북극성을 바라보고 서면 북극성 쪽이 북쪽, 뒤쪽이 남쪽, 오른쪽은 동쪽, 왼쪽은 서쪽이 됩니다. 별자리의 모양을 알고 있다면 떠있는 높이만으로도 대략적인 시간과 방향을 알 수 있습니다. 하룻밤 동안의 별자리의 위치 변화를 보고 시간의 변화를 짐작할 수 있었고 이러한 정보들은 이 목동들에게 매우 중요하게 사용되었습니다. 별자리의 변화로 계절을 짐작하고 농사를 짓고 해일의 범람에 대비하기도 하였습니다. 목동들 뿐 아니라 사막의 여행자 등, 바다의 항해사들도 밤에도 여행이나 항해를 계속할 수 있는 유용한 정보를 별자리에게서 얻었습니다. 별자리는 시대와 장소에 따라 부르는 이름이 달라 현재는 국제 천문 연맹에서 88개의 별자리를 공식적으로 정해주었습니다. 별자리는 밤에 볼 수 있으므로 태양의 반대편 우주에서 펼쳐진 하늘에서 볼 수 있습니다. 봄철의 대표적인 별자리는 목동자리, 처녀자리, 사자자리입니다. 여름의 별자리는 거문고자리, 백조자리, 독수리자리 등입니다. 가을의 별자리는 페가수스자리, 안드로메다 자리 등입니다. 겨울철에는 오리온자리, 큰개자리, 작은개자리, 쌍둥이자리 마차부자리, 황소자리 등 밝은 별을 가장 많이 볼 수 있습니다. 이렇게 계절마다 보이는 별자리가 다른 이유는 지구가 태양의 주위를 1년에 한 바퀴씩 공전하기 때문입니다. 태양 반대편으로 보이는 밤하늘이 달라져 계절마다 별자리가 다르게 보입니다. 별자리는 주변의 인공광이 없는 곳에서 맨눈으로도 잘 보입니다. 그런데 요즘은 별자리 어플이 잘 발달되어 있어 어플을 사용하면 지금 내가 바라보고 있는 하늘에 어떤 별자리가 있는지 알 수 있습니다.
