우주의 신비

[아하! 우주] 밤하늘의 ‘스타’ 아세요? - 모르면 억울한 별들의 세계

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은막이나 브라운관을 누비는 유명 스타라면 두루루 꿰는 사람이라도 정작 밤하늘의 ‘유명 스타’ 이름을 대보라면 답하기가 그리 녹록치 않을 것 같다. 대체로 견우, 직녀성, 북극성 정도가 아닐까 싶다. 금성이나 화성 같은 것은 엄밀히 말하면 별, 곧 항성이 아니라 행성이니까 제쳐둬야 한다. 또 태양의 아예 급이 다르니까 역시 한쪽으로 따로 모시자.

우리은하에 있는 별들의 수만도 3000억 개에 이르지만, 지구 밤하늘에서 맨눈으로 볼 수 있는 별의 개수는 그리 많지 않다. 보통 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 별의 밝기는 6.5등성 정도로(물론 빛 공해가 심한 도시 등은 제외하고), 약 6000개 정도 된다.

남-북반구 다 해서 별자리 수는 88개이고, 1등성의 개수는 21개 밖에 안된다. 우리나라에서는 1등성이 15개만 보이는데, 그중 절반이 넘는 8개가 겨울철에 뜬다. 그러니까 우리 머리 위 밤하늘의 ‘유명 스타’는 정말 한 줌밖에 안되는 셈이다. 하지만 그 면면을 살펴보면 우리가 관심 기울일 만한 사연과 내용, 자격을 갖춘, 그야말로 ‘유명 스타’들이다. 모르고 살면 억울할 그 별들의 세계로 들어가 보자.

▲ 북극성을 중심으로 도는 별들의 일주
북극성을 중심으로 도는 별들의 일주



북극성(Polaris)

태양 다음으로 인류에게 가장 친숙한 별이 바로 북극성(Pole Star)이다. 지구 자전축을 연장했을 때 천구의 북극에서 만나는 별이다.

작은곰자리의 알파별인 북극성은 비록 2등성이지만, 지난 2000년 동안 북극에 가장 가까운 휘성으로, 오랜 옛날부터 항해자와 육로 여행자에게는 방향과 위도를 알려주는 길잡이 별이었다. 폴라리스(Polaris)라는 영어 이름을 가진 북극성은 길잡이 별이 되기에 여러 가지 좋은 조건을 갖추고 있다.

첫째, 천구북극에서 불과 1도 떨어져 작은 반지름을 그리며 일주운동을 하고 있다는 점, 2.5등성으로 비교적 밝은 별이라는 점을 들 수 있고, 또 무엇보다 엄청난 하늘의 화살표, 북두칠성이 북극성을 가리키고 있어 찾기 쉽다는 점이다. 북두칠성에서 북극성을 찾는 방법은, 국자 모양의 끝부분 두 별의 선분을 5배 연장하면 바로 북극성에 닿게 된다.

북극성을 찾을 수만 있다면 지구상 어디에 있든 자신의 위치를 가늠할 수 있다. 북극성을 올려본 각이 바로 그 자리의 위도인 것이다. 예컨대 강화도에서 북쪽 하늘의 북극성을 바라본다면 약 38도쯤 된다. 따라서 강화도의 위도는 북위 38도이고, 동서남북을 알 수 있게 되는 것이다. 인류 역사상 수많은 항해자와 조난자들이 이 북극성을 보고서 자신의 활로를 찾아갔다.

북극성이 인류에게 베푼 은덕은 이 뿐이 아니다. 고대인들은 이 북극성으로 인해 자신들이 살고 있는 지구가 공처럼 둥글다는 것을 알았다. 북쪽으로 올라갈수록 북극성의 올려본각이 커지는 것을 보고는, 이 평평하게 보이는 지구가 기실은 공처럼 둥글다는 사실을 깨쳤던 것이다.

북극성이란 사실 일반명사이고, 영어로는 폴라리스(Polaris), 우리 옛이름은 구진대성(句陳大星)이라 한다. 지금부터 5천 년 전에는 용자리 알파별인 투반이 북극성이었다. 지구의 세차운동 탓에 지구 자전축이 조금씩 이동한 때문이다.

북극성의 진면목을 좀 살펴본다면, 놀라지 마시라, 크기는 태양의 30배, 밝기는 태양의 2000배인 초거성이자 동반별 두 개를 거느리고 있는 세페이드 변광성이다. 그러니 세 별이 하나처럼 보이는 것이다.

북극성까지의 거리는 약 430광년이다. 오늘밤 당신이 보는 북극성의 별빛은 조선의 임진왜란 때쯤 출발한 빛인 셈이다.

시리우스(Sirius)

전천에서 태양 다음으로 가장 밝은 별로 -1.5등성이다. 큰개자리의 알파별인 시리우스는 서양에서는 개별(Dog Star)이라 하고, 동양에서는 늑대별(天狼星)이라 불렀다. 큰개나 늑대나 그게 그거다. 동서양을 막론하고 사람 느낌은 크게 다르지 않은 모양이다.

또, 복더위를 뜻하는 ‘개의 날'(dog days)이라는 표현에 그 이름이 남아 있는 것으로 보아, 고대 로마 인들은 태양과 함께 출몰하는 시리우스 별을 1년 중 가장 더운 시기와 연관시켰던 모양이다. 우리가 복날 개고기를 먹는 것도 혹시 이런 관점에 연유하는 것이 아닐까?

늑대 눈처럼 시퍼렇게 보이는 시리우스는 사실 쌍성으로, 그 중 밝은 별은 태양보다 23배 더 밝다. 별은 생각보다 사교적이다. 하늘에 떠 있는 별의 1/2 가량이 다중성이다.

고대 이집트에서는 이 별이 일출 직전에 동쪽에서 떠오르는 무렵 어머니 나일 강의 범람이 시작되었기 때문에, 이로써 일년의 시작으로 삼았으며, 이시스 신전은 시리우스의 출몰 방향에 맞추어서 지어졌다.

겨울철에 이 별을 찾기는 아주 쉽다. 오리온별자리의 동쪽에 떠오르는 가장 눈부신 별이 바로 시리우스다. 크기는 태양의 약 2배이고, 거리도 가까워 8.6광년밖에 안된다. 태양에서 5번째로 가까운 별이다.

1862년에는 동반성 시리우스 B가 발견되었는데, 처음으로 발견된 백색왜성이다. 백색왜성은 반지름이 작은 고밀도의 별로, 표면중력은 놀랄 만큼 큰데, 그 표면중력은 지구의 5만 배나 된다.

직녀성(Vega)

흔히 베가라고 부르는 직녀성은 거문고자리의 알파별로, 광도는 0.0등, 겉보기 등급 순에서 5번째로 밝은 별이다. 북반구 하늘만을 한정할 경우 큰개자리의 시리우스, 목자자리의 아르크투루스에 이어 세 번째로 밝은 별이다.

지름은 태양의 약 3배, 질량은 태양의 약 2배, 밝기는 태양의 약 37배이다. 청백색으로 매우 밝게 빛나 ‘하늘의 아크등’이라는 별명을 가지고 있다.

독수리자리의 알타이르(견우성), 백조자리의 데네브와 함께 여름의 대삼각형을 이룬다. 지구의 세차운동으로 베가는 기원전 1만 2000년까지 북극성이었으며, 다시 서기 1만 4000년경에 북극성으로 등극한다. 거리도 24.7광년으로 가까워진다. 참고로, 베가라는 이름은 아랍 어로 ‘하강하는 독수리’라는 뜻이다.

좀생이별(Pleiades)

▲ 플레이아데스 성단
플레이아데스 성단



흔히 플레이아데스라고 불리는 좀생이별은 하나의 별이 아니라 성단이다. 비교적 젊은 수백 개의 청백색 별들로 구성된 대표적인 산개성단이다. 황소자리에 있는 플레이아데스는 성단 전체를 둘러싼 엷은 성간 가스가 별빛을 반사해 신비스럽게 보이는 탓으로 천체 사진가들의 인기 '품목'이다.

맨눈으로도 3∼5등의 별을 7개쯤 볼 수 있는데, 이 7개의 별을 7자매별이라고 부르기도 한다. 지구로부터 410광년 떨어져 있다. 한국과 중국에서는 예로부터 이십팔수(二十八宿)의 여덟 번째인 묘성(昴星)으로 알려져 있다.

좀생이별을 찾기는 아주 쉽다. 구글 스카이 앱을 스마트폰에 깔았다면 그걸 밤하늘에 겨눠 황소자리를 찾은 다음, 그 근처를 둘러보면 별들이 오종종 모여 있는 빛뭉치가 금방 눈에 띈다. 그게 바로 좀생이별이다. 쌍안경으로 보면 그 환상적인 아름다움에 빠져들어 결코 잊혀지지 않을 것이다.

베텔게우스(Betelgeuse)

▲ 허블 우주망원경이 잡은 오리온자리의 1등성 베텔게우스
허블 우주망원경이 잡은 오리온자리의 1등성 베텔게우스



지구촌 밤하늘에서 현재 가장 문제적 별이다. 무슨 사연인고 하면, 이 별이 임종이 가까운데, ‘조만간’ 초신성으로 폭발할 거라는 천문학자들이 예고가 나왔기 때문이다. 물론 조만간이란 오늘 내일일 수도 있지만, 우주 스케일에서는 수천, 수만 년이 될 수도 있다.

베텔게우스는 오리온자리의 알파 별로, 좌상 꼭짓점에 있다. 엄청난 적색 초거성으로 지름이 태양 크기의 900배나 된다. 만약 베텔게우스를 태양 자리에 끌어다놓는다면 목성 궤도까지 잡아먹을 것이다. 밝기는 태양의 50만 배, 거리는 640광년이다.



초거성인 베텔게우스가 수명을 다해 초신성으로 폭발한다면 지구에서 최소한 1~2주간 관측될 가능성이 있는 것으로 예상되고 있다. 정확한 폭발시점은 알 수 없으나, 2016년이 오기 전에 일어날 가능성도 있다고 한다. 물론 그런 일이 실제로 일어난다면 그것은 현장에선 이미 640년 전에 일어났던 일일 것이다. 그러면 여러분은 400년 만에 지구 행성인으로서 초신성 폭발을 보는 행운을 누리게 되는 셈이다.

베텔게우스가 폭발한다면 지구에는 어떤 영향을 미칠까? 나이가 850만 년인 이 늙은 거성은 중심에서 연료가 소진되면 내부로부터 붕괴돼 엄청난 폭발과 함께 마지막 빛을 발하게 된다.

이때 우리는 약 1~2주간 밤하늘에서 믿기 어려울 정도의 밝은 빛을 목격하게 될 것이다. 곧, 초신성 폭발하면서 발하는 빛은 몇 주일에 걸쳐 밤을 낮처럼 만들고 마치 하늘에 2개의 태양이 떠 있는 것과 같은 장면을 연출한다. 이후 몇 달간 서서히 빛이 사그라져 결국에는 성운이 될 것이다. 지구에서 워낙 멀리 떨어져 있어 지구가 직접 그 영향을 받을 가능성은 거의 없다고 한다.

이광식 통신원 joand999@naver.com

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