공전 주기
1. 개요
公轉周期 / Orbital period
한 천체가 모성 주위를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간. 행성은 태양이, 위성은 소속된 행성이 그 기준이 된다.
천문학에서는 아래 종류 항목과 같이 이 개념을 세분화한다..
2. 종류
2.1. 항성 주기
恒星周期 / Sidereal period.
고정된 별을 기준으로 한다. 대개 공전 주기라 하면 자전 주기와 같이 이 쪽을 가리킨다. 물론 기준이 되는 별 자체는 고유운동을 하지 않는다. 때문에 충분히 멀리 떨어진 별이 고유운동 값이 작아서 항성 주기의 기준이 될 수 있다. 혹은 안드로메다 은하나 마젤란 은하도 기준에 충분히 부합한다.
2.2. 근점 주기
近點周期 Anomalistic period.
천체는 일반적으로 타원 운동을 하며 근점(近點)과 원점(遠點)이 있다. 천체가 자기 궤도의 근점에서 다음 근점(혹은 원점에서 다음 원점)에 도달하는 데 걸리는 시간이다. 하지만 이 타원 모양의 궤도는 천체 간 섭동으로 인해 흔들린다. 따라서 항성 주기와 구분하여 사용한다.
2.3. 교점 주기
交点 / Draconic period.
이 공전 주기는 교점의 기준이 따로 정해져 있어야 한다. 일반적으로 달의 공전궤도는 지구의 공전궤도면과의 교점을 기준으로, 지구의 공전궤도는 달의 공전궤도면이 기준이다. 그리고 어느 천체의 공전궤도면을 기준으로 하는가에 따라 값이 여러 가지가 나올 수 있다. 이러한 교점이 두 개씩 나타나는데, 황도 기준으로 남→북으로 올라가는 교점을 승교점(昇交點, ascending node), 북→남으로 내려가는 교점을 강교점(降交點, descending node)이라 한다. 교점 주기는 승교점에서 다음 승교점(혹은 강교점에서 다음 강교점)에 도달하는 데 걸리는 시간이다. 위 근점 주기와 마찬가지로 공전궤도가 흔들리는 원인 때문에 항성 주기와 값이 달라진다.
참고로 위에서 말하는 공전궤도는 태양계 공간 상에서 이야기하는 것이다. 지구와 달의 경우 천구에서는 백도와 황도의 교점이 기준이다.
3. 지구의 공전 주기
한 천체가 다른 천체의 주위를 한바퀴 도는 것을 공전주기라고 한다. 지구의 공전주기는 약 1년의 길이로 평균 365.2422일이고 보통 1년이라 하면 대개 회귀년을 일컫는다.
3.1. 항성년
恒星年 / Siderial year
365.2564일 = 365일 6시간 9분.
별을 기준으로 잰 값으로, 이 시간이 바로 태양이 천구상에서 같은 별자리(그 중에서도 황도 12궁) 위치에 오는 데 걸리는 시간이다.
3.2. 회귀년
回歸年 / Tropical year
365.2422일 = 365일 5시간 49분.
태양년이라고도 한다. 별이 아닌 춘분점을 기준으로 하는데, 춘분에서 이듬해 춘분(다른 24절기도 상관 없음) 까지의 시간간격이다. 앞서 항성년보다 길이가 20분 정도 짧은 이유는 세차운동으로 인해 춘분점이 움직이고 있기 때문이다.
[image]
춘분점은 지구의 공전과 반대방향으로 움직인다. 때문에 위 그림과 같이 지구가 완전히 한 바퀴를 돌기도 전에 1회귀년이 경과하는 것이다. 아래 표는 태양이 황도 상에서 춘분점을 지나가는 시각을 나타낸 것이다. (춘분점을 지나는 날이 춘분이다. 즉 3월 20일과 21일 사이를 오간다.)
데이터 출처는 진짜만세력으로, 오차가 살짝 날 수 있으나 비교적 정확한 편.
그리고 위에 적힌 5시간 49분이란 길이가 율리우스력의 오차를 암시한다. 율리우스력은 4년에 1번 꼴로 윤년을 넣기 때문에 율리우스력의 평균 1년의 길이는 365일 6시간이다. 매년 11분의 오차가 발생하여 부활절 문제가 16세기 경 불거졌고, 결국 400년에 97번 윤년이 들어가는 그레고리력으로 바뀌었다. 그레고리력의 평균 1년의 길이는 365.2425일, 혹은 365일 5시간 49분 12초가 된다.
3.3. 근점년
近點年 / Anomalistic year
365.2596일 = 365일 6시간 14분.
지구가 근일점에서 다음 근일점까지 이르는 데 걸리는 시간. 항성년보다 살짝 길다.
3.4. 교점년
交點年 / Draconic year
346.6201일 = 346일 14시간 53분.
태양이 천구상에서 황도와 백도의 교점을 지나는 시간간격이다. 이는 '''일식이나 월식의 시간간격''' 중 한 종류다. 1 교점년은 승교점~승교점, 강교점~강교점 사이이며 1/2 교점년은 승교점~강교점 사이의 간격이다.
4. 달의 공전 주기
한 달#s-2의 길이이다. 여기서도 여러 가지 종류가 있다.
4.1. 항성월
恒星月 / Sidereal month
27.3217일 = 27일 7시간 43분.
한 별을 기준으로 잰다. 일반적인 달의 공전주기.
4.2. 삭망월
朔望月 / Synodic month
29.5306일 = 29일 12시간 44분.
삭(신월)에서 다음 삭까지, 혹은 망(보름)에서 다음 망까지의 주기이다. 태음력의 한 달의 길이이다. 항성월보다 긴 것은 지구의 공전과 달의 공전 방향이 같기 때문이다.
단, 위 값은 '''평균값'''이다. 달은 타원 운동을 하기 때문에 공전 각속도가 매번 달라진다. 이 변화로 인해 실제 삭 간격이나 망 간격은 29.2~29.8일 범위로 벌어진다.[3]
4.3. 회귀월
回歸月 / Tropical month
27.3216일 = 27일 7시간 43분.
위의 회귀년과 마찬가지로 춘분점을 기준으로 한다. 역시 세차운동 때문에 항성월보다 살짝 짧아지는데, 고작 몇 초 차이라 분 단위는 미동(?)도 하지 않는다.
4.4. 근점월
近點月 / Anomaistic month
27.5546일 = 27일 13시간 19분.
달이 공전하면서 근지점에서 다음 근지점 까지 걸리는 시간이다.
15근점월의 길이는 413.32일, 14삭망월의 길이는 413.43일로 두 길이가 꽤 비슷하다. 슈퍼문은 보름달이면서 근지점에 위치할 때 나타나므로 이 길이는 단기적으로 봤을 때 대충 슈퍼문의 주기로 봐도 무방하다.
4.5. 교점월
交點月 / Draconic month
27.2122일 = 27일 5시간 6분.
달이 백도 상에서 황도와 만나는 교점을 지나는 주기이다. 교점 근처에 있을 때 삭 또는 망이면 일식이나 월식이 일어난다.
6삭망월의 길이는 177.18일이다. 한편 6.5교점월의 길이는 176.88일, 0.5교점년은 173.31일로, 길이가 비슷하다. 교점월은 교점년과 마찬가지로 반으로 나누면 승교점~강교점 사이의 시간간격이다.
실제로 2011년 6월 16일과 2011년 12월 10일, 그리고 2014년 10월 8일과 2015년 4월 4일 개기월식이 일어났는데, 이들의 시간간격이 177일과 비슷함을 확인할 수 있다.
5. 태양의 공전 주기: 은하년
항성인 태양도 우리 은하의 중심부 블랙홀(궁수자리 A*)을 기준으로 공전을 한다!
태양의 공전 주기를 1은하년이라고 하고, 지구시간으로 2억 2500만 ~ 2억 5,000만 년 정도이다. 굉장히 오래 걸리는 거 같지만 '''무려 초속 230km'''라는 어마어마한 속력을 자랑한다. 태양이 지금까지 46억 년 살았으니 최소한 18번은 우리 은하 중심 기준으로 공전을 마친 것.