The Science Times

400년 만에 가장 가까워졌던 목성과 토성이 짧은 만남을 뒤로하고 서서히 멀어지고 있다. 목성과 토성이 초저녁에 서쪽 지평선으로 지고 나면 동쪽 하늘 위로 오리온자리를 따라 목성에 버금갈 정도로 밝은 별 하나가 떠오른다. 바로 온 하늘에서 가장 밝은 항성인 큰 개자리의 으뜸별 시리우스다. 남서쪽 하늘 위로 가장 밝게 빛나는 붉은 화성도 시리우스에 비하면 절반 정도의 밝기에 지나지 않는다.

이번 주 별자리 여행의 목적지는 오리온자리와 시리우스 옆에 위치한 토끼자리이다. 사냥꾼 오리온이 사냥개(큰개자리)를 이끌고 겨울 하늘에서 토끼 사냥을 하고 있는 모습을 상상하면서 이번 주 밤하늘로 별자리 여행을 떠나보기로 하자.

목성과 토성의 이별

12월 28일 저녁 남서쪽 하늘 Ⓒ 스텔라리움

이번 주 저녁 하늘에서 가장 눈에 띄는 별은 남서쪽 하늘의 목성과 토성이다. 지난주 월요일 밤, 달 지름의 약 1/5 정도까지 가깝게 접근했던 목성과 토성이 이번 주를 마지막으로 저녁 하늘에서 모습을 감출 예정이다. 현재 목성과 토성의 거리는 약 1도(달 지름의 2배)로 1주일 전에 비해 열 배 정도 멀어져 있다. 하지만 이 정도로 가깝게 만나는 것도 앞으로 20년 후인 2040년 10월 31일 경에나 볼 수 있다. 다음 달 초가 되면 목성과 토성은 저녁 박명 속으로 사라져서 내년 여름에야 저녁 하늘에서 다시 볼 수 있다. 그때가 되면 두 행성의 거리는 지금보다 20배 정도 더 멀어져 있을 것이다.

초승달과 목성, 토성이 함께 만나는 모습(12월 17일 저녁) Ⓒ 충주고구려천문과학관

스마트폰으로 촬영한 목성과 토성(12월 24일 저녁). Ⓒ 이태형

목성과 토성의 만남 주기는 20년

태양계의 행성들은 지구와 마찬가지로 태양의 적도면을 따라 서쪽에서 동쪽 방향으로 공전한다. 공전 주기는 태양에서 멀어질수록 길어지는 데 목성은 약 12년, 토성은 약 30년이다. 앞으로 1년이 지나면 목성은 현재의 위치에서 서쪽으로 약 30도(360도 ÷ 12년) 이동하고, 토성은 약 12도(360도 ÷ 30년) 이동한다. 따라서 두 행성의 간격은 매년 18도(30도 – 12도)씩 멀어지게 되고, 20년 후(18도 × 20년 = 360도)가 되어야 다시 만나게 된다.

행성들의 궤도경사각. Ⓒ충주고구려천문과학관

하지만 지구의 공전궤도인 황도에 대해 목성과 토성의 공전궤도가 각각 1.3도와 3.4도 어긋나 있기 때문에 두 행성이 만날 때마다 거리가 일정한 것은 아니다. 올해처럼 가깝게 만날 때도 있지만 대부분은 지금보다 훨씬 멀리서 만나게 된다. 올해와 비슷한 정도로 가깝게 만나는 것은 앞으로 60년 후인 2080년 3월 16일 새벽이다.

목성과 토성이 올해처럼 0.1도(달 지름의 약 1/5) 이내로 만난 것은 1623년 7월 16일 저녁 이후 처음 있는 일이었다. 하지만 당시에는 목성과 토성이 태양에 가까이 있었기 때문에 실제로 해가 진 후 두 행성을 제대로 보기는 쉽지 않았을 것이다. 결국 올해처럼 두 행성이 가까이 접근한 장면을 제대로 본 것은 1226년 3월 5일 새벽 이후 약 800년 만의 일이었다.

지구와 태양이 가장 가까워지는 날

1년은 지구가 태양을 한 바퀴 도는 시간을 기준으로 정한 것이다. 지구는 완전한 원이 아니라 약간 찌그러진 타원을 따라 태양을 도는데 태양에 가장 가깝게 접근하는 지점을 근일점, 가장 멀어지는 지점을 원일점이라고 부른다.

이번 주 토요일이 바로 지구가 태양에 가장 가까운 지점인 근일점을 통과하는 날이다. 1월 2일 지구와 태양의 거리는 약 1억 4710만 km로 가장 멀어지는 7월 초에 비해 약 500만 km 정도 가깝다.

근일점과 원일점 Ⓒ 천문우주기획

계절이 변하는 이유는 지구와 태양의 거리가 변하기 때문이 아니라 지구의 자전축이 기울어져 있기 때문이다. 1월에는 지구의 남반구가 태양 쪽으로 기울어져 있기 때문에 북반구가 겨울이고, 남반구가 여름이 된다. 남반구의 여름이 북반구의 여름에 비해 태양으로부터의 거리가 가깝기 때문에 남반구의 여름이 북반구의 여름보다 평균 기온이 높다.

계절이 변하는 이유. Ⓒ 천문우주기획

오리온의 사냥감 ‘토끼자리‘

12월 28일 밤 9시경 남동쪽 하늘. Ⓒ 스텔라리움, 천문우주기획

겨울철의 가장 대표적인 별자리인 오리온자리 남쪽에 오리온이 사냥하고 있는 토끼의 별자리가 있다. 별자리 그림을 자세히 보면 마치 오리온이 사냥개인 큰 개를 이끌고 토끼를 사냥하는 모습처럼도 보인다. 사냥개에 쫓기다 사냥꾼의 발에 밟힌 불쌍한 토끼의 모습으로도 생각할 수 있다.

토끼자리에는 특별히 밝은 별은 없지만 오리온자리의 바로 아래에 붙어 있어서 찾기는 어렵지 않다. 오리온자리의 남쪽으로 보이는 네 개의 3등성으로 이루어진 사각형이 토끼의 얼굴이다. 토끼의 얼굴에서 시리우스 방향으로 연결된 작은 별들이 나머지 몸체에 해당한다.

토끼자리는 고대 그리스 시대부터 있어 왔던 별자리로 사냥꾼 오리온이 특별히 토끼 사냥을 좋아했던 것을 기념해서 만든 별자리라고 한다. 또 다른 이야기에 의하면 시칠리아 섬에 야생 토끼가 널리 퍼져서 문제가 생기자 이들의 번식을 막기 위해 사냥꾼 오리온과 그의 사냥개인 큰 개자리 사이에 토끼자리를 만들었다고 한다. 고대 아라비아에서는 사막에서 물을 찾는 낙타의 별자리로 불렸다고도 한다.

스마트폰으로 촬영한 토끼자리 Ⓒ 이태형

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