안녕하세요.
우리곁의우주입니다.
앞으로 달과 밤하늘, 태양계와 우주 기초, 우주 탐사와 생활 관해 포스팅을 해보려고 합니다.
우주에 관심이 많은 분들이 구독을 하고, 보시면 좋을거 같네요.
그럼 시작해보겠습니다.
오늘은 제일 첫 포스팅으로,
달의 모양이 바뀌는 이유에 대해 알아보겠습니다.
달의 모양이 바뀌는 이유는 지구 그림자가 달을 가리기 때문이 아닙니다. 달이 지구 주위를 돌면서 햇빛을 받은 부분이 우리에게 보이는 비율이 달라지기 때문입니다. 가느다란 초승달과 둥근 보름달은 서로 다른 달이 아니라, 같은 달을 다른 위치 관계에서 바라본 모습입니다.
달의 어두운 부분을 보면 무언가에 가려졌다고 생각하기 쉽습니다. 하지만 매달 반복되는 달의 모양 변화와 지구 그림자가 만드는 월식은 원리가 다릅니다. 두 현상을 구분하려면 달을 비추는 빛과 태양·지구·달의 위치를 함께 생각해야 합니다.
달의 모양이 바뀌어도 달 자체는 둥근 상태입니다
달은 스스로 햇빛처럼 강한 빛을 만들어 내는 천체가 아닙니다. 우리가 보는 달빛은 달 표면에 닿은 태양빛이 반사되어 지구에 도달한 것입니다.
월식처럼 특별한 경우를 제외하면, 태양은 달 표면의 약 절반을 비춥니다. 둥근 공에 한쪽에서 빛을 비추었을 때 밝은 쪽과 어두운 쪽이 생기는 모습과 같습니다.
여기서 구분할 것은 ‘햇빛을 받는 달의 절반’과 ‘지구에서 바라보는 달의 절반’입니다. 이 두 영역이 얼마나 겹치는지에 따라 달이 가늘게 보이기도 하고 둥글게 보이기도 합니다.
초승달이 떴다고 해서 달의 대부분이 사라진 것은 아닙니다. 달은 그대로 존재하지만, 우리가 바라보는 면 가운데 햇빛을 받아 밝게 보이는 영역이 적은 것입니다. 이렇게 관측되는 달의 밝은 모양을 달의 위상이라고 합니다.
초승달에서 보름달로 변하는 순서
달은 지구 주위를 공전합니다. 그 과정에서 태양과 달이 지구 하늘에서 이루는 각도가 달라지고, 우리가 볼 수 있는 밝은 부분도 연속적으로 변합니다.
새달이라고도 부르는 삭 무렵에는 달이 하늘에서 태양과 비슷한 방향에 있습니다. 이때 햇빛을 받는 면은 대부분 지구 반대쪽을 향하므로, 지구에서는 달을 보기 어렵습니다.
그 뒤 달이 이동하면 가느다란 초승달이 나타납니다. 시간이 지나면서 밝은 부분이 넓어지고, 반달인 상현달을 지나 둥근 보름달에 가까워집니다.
보름달 무렵에는 달이 하늘에서 태양의 반대 방향에 놓입니다. 지구에서 보는 면 대부분이 햇빛을 받으므로 둥근 원처럼 보입니다. 이후에는 밝게 보이는 부분이 줄어 하현달과 그믐달을 거쳐 다시 삭으로 이어집니다.
대표적인 순서를 적으면 다음과 같습니다.
삭 → 초승달 → 상현달 → 보름달 → 하현달 → 그믐달 → 삭
이 이름들은 변화 과정의 대표적인 모습을 가리킵니다. 달이 어느 날 갑자기 초승달에서 반달로 바뀌는 것은 아닙니다. 반달과 보름달 사이에도 조금씩 차오르거나 기우는 여러 모습이 있습니다.
반달의 어두운 부분은 지구 그림자가 아닙니다
반달을 보면 밝은 영역 옆에 어두운 영역이 붙어 있습니다. 이 부분 때문에 지구가 달의 절반을 가린다고 오해하기 쉽습니다.
그러나 평소 달에서 보이는 밝고 어두운 영역의 경계는 달 표면의 낮과 밤을 나누는 경계입니다. 밝은 쪽에는 태양빛이 닿고, 어두운 쪽에는 태양빛이 직접 닿지 않습니다.
지구에도 낮인 지역과 밤인 지역이 있듯이 달에도 낮과 밤이 있습니다. 지구의 밤이 다른 천체에 가려져 생기는 것이 아니듯, 달의 어두운 영역도 매번 지구 그림자로 만들어지는 것은 아닙니다.
반달이라는 표현 역시 달 전체의 절반만 남았다는 뜻이 아닙니다. 지구에서 원반처럼 보이는 달의 모습 가운데 약 절반이 밝게 보인다는 의미입니다. 달의 입체적인 모양과 하늘에서 보이는 밝은 면적을 구분하면 이해하기가 한결 쉬워집니다.
지구 그림자가 달을 가리는 현상은 월식입니다
월식은 태양·지구·달이 거의 일직선으로 놓이고, 달이 지구 그림자 안으로 들어갈 때 일어납니다. 이때는 지구가 태양빛을 가로막아 달에 도달하는 빛을 줄입니다.
따라서 “지구 그림자 때문에 달이 어두워진다”는 설명은 월식에 해당합니다. 평소 초승달이나 반달이 생기는 이유를 설명하는 말로는 맞지 않습니다.
월식이 가능한 시기는 보름달 무렵입니다. 다만 보름달이 뜰 때마다 월식이 일어나는 것은 아닙니다. 달의 공전 궤도면이 지구의 공전 궤도면에 대해 약 5도 기울어져 있어, 대부분의 보름달은 지구 그림자의 위나 아래를 지나갑니다.
또한 월식이 일어나도 달이 반드시 검게 사라지는 것은 아닙니다. 개기월식 중에는 지구 대기를 통과한 빛의 영향으로 달이 붉게 보일 수 있습니다.
| 구분 | 평소 달의 위상 변화 | 월식 |
|---|---|---|
| 원인 | 햇빛을 받은 면이 보이는 비율의 변화 | 달이 지구 그림자로 들어감 |
| 진행 | 여러 날에 걸쳐 차고 기움 | 한 차례의 현상이 몇 시간에 걸쳐 진행됨 |
| 발생 시기 | 매달 반복되는 주기 | 보름달 무렵 특정한 위치 조건에서 발생 |
달의 모양은 왜 약 29.5일마다 반복될까?
같은 위상이 다시 돌아오는 데 걸리는 시간은 평균 약 29.5일입니다. 예를 들어 삭에서 다음 삭까지, 또는 보름달에서 다음 보름달까지의 평균 간격이 이에 해당합니다.
한편 달이 먼 별을 기준으로 지구 주위를 한 바퀴 도는 데에는 약 27.3일이 걸립니다. 두 숫자가 다른 이유는 달이 공전하는 동안 지구도 태양 주위를 이동하기 때문입니다.
달이 별을 기준으로 한 바퀴를 돌아도 태양·지구·달의 상대적인 위치가 이전과 같아지지는 않습니다. 같은 위상으로 돌아오려면 달이 조금 더 이동해야 합니다. 그래서 공전 주기와 위상 변화 주기 사이에 차이가 생깁니다.
이 값은 평균이므로 실제 보름달 사이의 간격이 언제나 똑같다는 뜻은 아닙니다. 관측 날짜를 정할 때는 해당 월의 천문 정보를 확인하는 편이 정확합니다.
달의 변화를 직접 확인하는 간단한 방법
달을 관찰할 때는 날짜와 시각, 밝은 부분의 모양을 함께 기록해 보세요. 사진을 잘 찍지 못해도 원을 그리고 밝게 보이는 영역을 표시하는 것만으로 충분합니다.
관측하지 못한 날에는 이유도 남기는 것이 좋습니다. 구름 때문에 못 본 것인지, 건물에 가렸는지, 관측한 시간에 달이 지평선 위에 없었는지를 구분하면 기록을 해석하는 데 도움이 됩니다. 같은 시각에 밖에 나가도 달은 매일 같은 자리에 있지 않습니다.
달의 모양을 이해할 때 기억할 핵심은 분명합니다. 평소에는 달이 공전하면서 밝은 면이 보이는 비율이 달라집니다. 지구 그림자가 실제로 달을 어둡게 만드는 현상은 월식입니다. 이 차이를 알고 하늘을 보면 초승달과 반달도 태양·지구·달의 위치를 보여 주는 단서가 됩니다.