천문학 공부 별: 별까지의 거리 이름

천문학 공부 별: 별까지의 거리 이름

오늘 천문학 공부는 별에 대해서 이야기하겠습니다. 우선 지구에서 별까지의 거리 단위는 무엇이고 예전부터 별까지의 거리는 어떻게 측정하였는지 별의 밝기를 비교하여 별의 거리를 어떻게 계산하였는지 알아보겠습니다. 그리고 두 번째로는 별의 이름은 어떻게 지었는지도 알아보겠습니다.

1. 별까지의 거리

별은 매우 멀리 있습니다. 천문학자들은 별까지의 거리 척도로 흔히 파섹을 사용하지만 일반인들은 흔히 빛이 1년 동안 도달하는 거리인 광년을 더 많이 쓰고 있습니다. 태양계 내의 행성 간 거리를 측정하는데 지구와 태양과의 평균 거리 1AU가 그 척도로 이용되기도 하지만 별까지의 거리는 가장 가까운 별도 이 보다 훨씬 멀리 있으므로 거리 척도가 필요합니다. 1 파섹은 지구와 태양의 사이의 거리가 별에서 볼 때 시차가 1도가 될 때의 거리로 정의됩니다. 이 시차를 연주 시차라고 부르는데 연주 시차가 p인 거리는 1/p 파섹이 됩니다.

별들은 매우 멀리 있어서 시차가 매우 작았기 때문에 별까지의 거리는 19세기 중엽에 와서야 측정되었습니다. 독일의 천문학자 베셀은 1837년에 백조자리 61번 별의 시차를 처음으로 측정하였는데 그 시차는 0.3도에 불과했습니다. 이후 별의 시차 측정기술은 계속 발전하여 왔는데 오늘날 사진 판독법을 사용하면 별의 시차는 0.001 오차로 측정할 수 있습니다. 광전소자를 이용하면 0.001 오차로 측정할 수 있습니다. 최근에는 ESA가 발사한 위치 천문위성 히파르코스가 전하늘의 12등급 이상의 별 118,218개의 위치와 시차를 0.002 오차로 측정한 바 있습니다. 이 자료를 이용하면 별의 거리와 절대 등급이 매우 정확하게 구해질 것으로 기대되고 있습니다.

별의 시차 측정이 가능해지면서 태양계에 가장 가까운 별은 1.31 파섹 거리에 있는 센타우루스 자리의 프록시마라는 것을 알게 되었습니다. 이 별은 어두운 적색왜성으로 센타우루스 알파 A 및 B와 삼중성을 이루고 있습니다. 다음으로 가까운 별은 5.9광년 거리에 있는 바나드로 뱀주인자리에 있는 어두운 적색왜성입니다. 8.7광년 거리에 있는 시리우스는 겉보기에 가장 밝은 별입니다. 시리우스는 어두운 백색왜성을 동반하고 있는 쌍성입니다.

하지만 시차로 거리를 측정할 수 있는 별은 가까운 별들로 그 숫자가 얼마 되지 않습니다. 대디수의 별들은 지구궤도를 기준으로 해서는 시차를 도저히 측정할 수 없을 정도로 멀리 있어서 이들은 가까운 거리의 별의 통계를 바탕으로 추정하는 방법을 사용합니다. 거리가 측정된 가까운 별에 대해서는 그 겉보기 밝기로부터 실제 밝기를 계산할 수 있습니다. 한편 별의 스펙트럼 특징 즉 분광형을 조사해 보면 실제의 밝기와 분광형 사이의 관계를 통계적으로 얻을 수 있습니다. 이를 바탕으로 먼 별들에 대한 분광형을 조사해서 실제 밝기를 추정하면 겉보기 밝기와 비교하여 거리를 계산할 수 있습니다.

2. 별의 이름

밝은 별들은 쉽게 눈에 띄어 일찍부터 고유 이름이 붙어 있습니다. 맨눈으로 보이는 별들 중 약 1000개의 별에 고유 이름이 있으며 1 등성 이상인 별 21개 중에는 18개 별에 고유 이름이 있습니다. 고유 이름은 별자리의 인물이나 동물의 부분별 명칭 또는 별의 성질을 토대로 붙여진 것입니다. 그런데 그리스어나 아라비아어로 이름 지어졌던 것이 중세에 와서 라틴어로 번역되면서 줄여지고 변형되어 정확한 어원을 알기가 어려워진 것들이 많습니다.

1603년 바이어는 우라노메트리아에서 별자리에 따라 밝기 순으로 그리스 소문자를 붙여 표기하였습니다. 바이어 명명법은 그리스어 소문자+라틴어 별자리 명의 소유격을 사용하는 것으로 이에 따르면 베텔기우스는 알파 ori 그리고 리겔은 베타 ori가 됩니다. 영국의 플램스티드는 이를 확장하여 희랍어 알파벳 24 문자 다음에 숫자를 붙여 명명하였습니다. 이를테면 백조자리 61번 별은 61 Cyg가 됩니다.

하지만 망원경의 발달로 관측되는 별의 수가 점점 많아지면서 모든 별의 이름을 이런 식으로 붙여 나가는 것은 매우 번거로운 일이 됩니다. 오늘날 대부분의 별들은 별을 관측하여 목록을 만들 때 사용한 항성 목록의 색인 번호를 사용하고 있습니다.

항성의 위치와 관련해서 오늘날 사용되는 항성 목록은 크게 기본 목록과 조사 목록과 수집 목록 등으로 구분할 수 있습니다. 기본 목록은 오랜 세월에 걸쳐 정밀도가 높은 여러 가지 방법으로 관측된 위치 자료로부터 얻은 정확한 절대 위치를 수록하고 있기 때문에 절대 목록이라고도 불립니다. 기본 목록에는 FK 4와 GC와 N 30 등이 있습니다. 조사 목록은 정확도는 기본 목록에 미치지 못하지만 많은 항성들이 실려 있기 때문에 널리 사용되고 있습니다. 조사 목록 중에서 유명한 것은 보너 성표이며 코르도바 성표는 이를 확장한 것입니다. 또 다른 목록으로는 예일 항성 목록과 헨리 드레이퍼 목록이 있습니다. 수집 목록은 여러 항성 목록의 자료를 수집하여 제작된 목록으로 SAO목록이 있습니다. SAO목록에는 9등급보다 밝은 별 258997개의 정확한 위치 그리고 등급과 고유 운동과 스펙트럼형이 수록되어 있습니다.

성표를 이용하면 같은 별이라도 목록에 따라 다른 번호를 갖게 됩니다. 예를 들면 마차부자리의 1 등성 카펠라는 보너 성표에서는 BD+45 1077이지만 헨리 드레이퍼 성표에서는 HD 34029가 됩니다. 통상적으로 별의 겉보기 밝기가 6 등성 정도까지의 별에서는 BS 또는 HR 번호로 쓰는 경우가 많고 9 등성쯤 되면 HD 또는 BD 번호로 지칭합니다. 또 항성의 위치에 중점을 두는 경우는 위치성 표에 의해 그 번호를 사용합니다.