유성우
流星雨 / Meteor shower
다음 사진은 2002년 사자자리 유성우를 고정 촬영법으로 찍은 것이다. 별의 일주운동이 원의 호같이 찍혀있는 중간중간에 짧고 긴 유성의 흔적이 보인다.[1]
1. 개요
유성군(流星群), 성우(星雨)/우성(雨星), 운석우(隕石雨), 별똥비라고 하기도 한다.
어느 특정한 시기에 유성이 많이 떨어지는 현상을 말한다.
2. 원인
유성우의 원인은 혜성으로 알려져 있다. 혜성은 태양 가까이 지나가면서 태양풍에 의해 물질이 증발하여 우주 공간에 대량의 파편을 남기는데, 이 파편 부분을 지구가 공전하면서 지나가게 된다. 그러면 지구에 이 여러 조각의 파편이 떨어지다가 지구 대기에 의해 마찰이 생겨 유성이 된다. 파편의 수가 많으므로 평소와 달리 유성이 한꺼번에 많이 보이게 된다. 이 현상이 유성우이다.
3. 특성
유성우는 매년 비슷한 시기에 발생하는데, 그 이유는 지구가 1년에 1바퀴 공전하기 때문이다. 즉, 지구가 거의 같은 자리를 지나므로 파편이 많은 자리를 또 지나는 것이다. 또한, 비슷한 시기에 발생하는 혜성의 방사점도 거의 비슷하다. 방사점(또는 복사점)이란 간단히 말해 유성이 밤하늘에서 보이기 시작하는 부분이다. 앞서 말했듯이 지구가 태양에 대해 공전궤도에서 같은 부분에 있을 때 발생하게 되므로 유성우가 내릴 때 별자리의 배열도 비슷해진다.[2] 따라서 매년 발생하는 유성우는 항상 별에 대해 비슷한 위치에 방사점을 가지게 되므로 유성우의 이름은 별자리의 이름을 따서 붙여진다. 물론, 방사점의 근처의 별자리의 이름을 이용한다. 예를 들어 사자자리 유성우라면 방사점이 사자자리 근처이다.
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(2002년 사자자리 유성우의 모습. 출처 NASA.)
위 사진에서 볼 수 있듯 유성이 어느 한 지점에서 뻗어나가는 모습을 하고 있다. 이 때 그 지점이 방사점이다. 물론, 위 사진은 장노출로 촬영한 것으로 한 하늘에 이렇게 많은 유성이 한꺼번에 나타나지는 않는다.
한국에서 유성우를 관찰할 때 유성우의 절정 시간대는 초저녁인 경우는 별로 없고 새벽 쯤인 경우가 많다. 이는 지구의 공전방향의 가까이 있는 혜성의 파편조각이 지구의 공전과 자전에 의해 마찰이 심해지면서 빠르고 밝게 타기 때문이다. 반대로 공전방향 반대편에 있는 파편은 지구가 반대방향으로 가고 있어 유성이 되려면 따라잡아야 하는 입장이므로 마찰이 약해지므로 느리고 어둡게 된다. 또한, 관측자의 위치에 대해 공전방향과 자전방향이 일치하는 경우 그 마찰력은 더욱 커진다. 지구에서 자신의 위치에 따라 지구의 자전방향과 공전방향이 일치하는 시간대가 정해질 수 밖에 없고, 한국에서는 이것이 밤 늦게이다. 앞에서 말했듯이 대기와의 마찰력이 심해질수록 밝게 타므로 초저녁보다는 새벽에 유성의 극대기를 맞는 경우가 많다. 반대로 우리나라 반대편의 미국, 남미쪽에서는 이 때가 정오쯤이다.
4. 관측
유성우의 이상과 현실
이상적인 상황에서 유성이 가장 많이 발생하는 시간대에 방사점 근처를 관찰했을 때 1시간당 보이는 유성의 개수를 ZHR(Zenithal Hourly Rate)[3]이라고 한다. ZHR은 근처의 강한 빛에 영향을 받을 수 있다. 유성도 빛이기 때문에 강한 빛에 가려 보이지 않게 되기 때문이다. 특히 근처에 달이 있으면 ZHR이 뚝 떨어진다. ZHR은 이상적인 상황에서 관찰한 것이므로 실제로 관찰할 수 있는 개수는 적다. 특히 광공해의 영향을 많이 받는다. 빛이 별로 없는 시골에서도 ZHR 값대로 모두 볼 수 있는 것이 아니며, 광공해가 심한 도심에서는 ZHR의 1/10도 보기 힘들다.
ZHR=100인 유성우의 경우, 광역시급 대도시에서는 광공해, 대기공해, 빌딩으로 인한 시야 축소 등으로 인해 1시간에 2개 정도 보면 다행이다. 그런데 여기에 더해 달이 밝거나, 날이 흐리기까지 하면 유성을 볼 확률은 0으로 수렴한다.
유성우를 관찰할 때는 망원경보다는 맨눈으로 보는 것이 좋다. 망원경으로 보면 시야가 좁은 데다가 유성이 순식간에 지나가기 때문에 유성을 잘 볼 수 없기 때문이다.
사자자리, 쌍둥이자리 유성우 같은 겨울에 있는 유성우를 관측하려면 상당히 추우므로 따뜻하게 할 만한 것을 챙기는 편이 좋다. 특히 조금 제대로 보려고 멀리 가는 경우에는 특히 잘 챙겨가자.
날짜를 혼동하면 안된다. 위에서도 언급했듯이 극대기가 새벽인 경우가 많은데, 새벽인 경우 1일 지난 것으로 간주해야 된다. 예를 들어 11월 17일 새벽 2시가 극대기라고 하면 11월 16일 밤에 준비해야 한다! 그리고 ZHR 값도 매년 달라지기 때문에 꼭 확인해보자. 작년자료 같은 것을 보고 기대했다가 막상 보면 별로 없어 실망하는 경우가 생긴다.
5. 유성우 목록
- 나열 순서는 절정 시기 순서로 해 주시기 바랍니다.
구글 캘린더에 pgaq3ln86qrn1o7sbhpbcbvqt8@group.calendar.google.com 을 등록하면 각 유성우의 날짜를 쉽게 체크할 수 있다.
여기서 특히 사자자리 유성우는 변덕이 심하기로 유명한데, 평소에는 그저 그런 경우가 많지만 대박일 때는 정말 진풍경을 볼 수 있다. 특히 1966년에는 이 유성우의 ZHR이 무려 16만에 이르렀다고 한다. 하늘을 보면 말 그대로 유성의 비가 쏟아져내리는 것 같은 모습이었을 것이다. 또한 1998~2002년 경에도 상당히 볼 만 했다고 한다.[5] 이 유성우를 유발시키는 혜성인 템펠-터틀 혜성은 32년 의 주기를 가지는데 이 혜성이 지구 공전면을 통과한 직후 지구가 통과할 때마다 이런 장관이 펼쳐진다고 한다. 바꿔 말하면 사자자리 유성우를 제대로 보려면 2030년이나 돼야 한다는 소리다.
사분의자리 유성우, 페르세우스자리 유성우, 쌍둥이자리 유성우는 꾸준히 ZHR이 꽤 높게 나온다. 달빛만 없다면 매년 기대할 만한 유성우니 참고하자.
6. 여담
- 러시아에서는 유성우 조각이 대기에서 폭발해서 피해를 입었다. 첼랴빈스크 운석우 사건 문서 참고.
- 2017년 5월 천문학 저널 Astronomy&Astrophysics에 게시된 연구에 의하면 매년 10월~11월 황소자리 유성우를 일으키는 황소자리 유성군의 새로운 분지가 발견되었다고 한다. 새로운 분지는 지름 수십m 크기의 소행성을 다수 포함할 수 있으며, 몇 년에 한 번 지구와 만나는 기간 동안 이들 소행성과 충돌할 가능성이 있다. 황소자리 유성군의 소행성들은 부서지기 쉽지만, 크기가 큰 소행성의 경우 지표까지 도달할 가능성이 있다고 한다.[7]
- 2018년 12월 13일 구글 두들은 쌍둥이자리 유성우가 모티브다.
[1] 사진의 출처는 한국천문연구원[2] 별자리의 이동은 지구의 공전 때문이다. 정확히 말해 태양의 반대쪽 편에 있는 별자리가 자정에 보이는 별자리이다. 이 때, 같은 위치에 왔으므로 별자리의 배열도 같아지는 것이다.[3] 한국어로는 정점 시율이라고 한다.[4] 절정 시기는 위키백과를 참고했음[5] 도시의 변두리인데 옥상에 올라가서 십여 분 동안 가만히 하늘을 바라보고 있는데 심심찮게 별똥별을 구경하는 정도였다. 앞서 적힌 대로 좀 춥긴 했다,[6] 위의 유성우 날짜를 보면 알 수 있지만 요하네스 케플러가 죽은 시기는 황소자리 유성우와 사자자리 유성우의 극대가 겹치는 시기이다.[7] 참고 #(번역), ##, ###