티스토리 뷰
매일 우리 두 눈으로 확인할 수 있는 태양과 달, 이들의 모양이 특이하게 관측될 때가 있다. 바로 일식과 월식이다. 모두가 한 번쯤 들어봤을 일식과 월식, 오늘은 일식과 월식의 개념, 이들의 종류에는 어떤 것들이 있으며 어떤 원리로 형성되는지, 월식 중 블러드문이라 하는 것은 무엇인지, 마지막으로 우리나라에서 일식과 월식을 언제 실질적으로 관찰할 수 있는지에 대해 알아보겠다.
일식과 월식의 개념
일식과 월식은 지구가 태양의 주위를 공전하고, 또 달이 지구를 공전하기 때문에 주기적으로 나타나는 현상이다. 태양, 달, 지구 순서로 일직선 상에 놓이게 될 때 지구의 관점에서 달이 태양을 가리게 되는 현상을 일식이라고 한다. 이 일식에는 달이 태양을 완전히 가리는 개기일식, 달이 태양의 일부분만 가리는 부분일식, 그리고 달이 태양을 완전히 가리지 못해 태양이 달의 테두리 밖으로 삐져나온 것처럼 보이는 금환일식이 있다. 반대로 태양, 지구, 달 순서로 일직선 상에 놓이게 될 때 지구가 태양을 가리게 되어 달이 빛을 받지 못해 색이 변해 보이는 현상을 월식이라고 한다. 이 월식에는 달이 지구의 그림자에 완전히 들어온 개기월식과, 지구가 달을 완전히 가리지 못하고 달의 일부만 보이게 되는 부분월식이 있다. 그렇다면 이 일식과 월식의 종류에 따른 구체적인 원리는 무엇일까?
일식과 월식의 종류와 원리
일식은 달이 지구 주위를 공전하다가 정확히 태양과 지구 사이에 위치하게 되었을 때 지구에서 관측할 수 있는 현상으로, 달의 그림자가 드리운 지구의 일부 지역에서 태양을 바라보았을 때 태양이 달에게 먹힌 듯한 모습이 나타난다고 하여 일식이라는 이름이 붙었다. 앞서 설명했듯 일식에는 크게 세 가지 종류가 있는데, 이는 달이 태양을 얼마나 가리느냐로 구분된다. 달의 그림자가 드리운 지구의 부분 중 정가운데에 위치한 지역은 말 그대로 태양이 완전히 달에 의해 가리게 되어 낮임에도 불구하고 태양의 모습을 볼 수 없는데, 이를 개기일식이라고 한다. 또 지구에 도달한 달의 그림자의 변두리에 있는 지역에서는 달에 의해 태양빛이 일부분만 가려지게 되어 태양이 마치 쥐가 파먹은 듯한 모습으로 보이게 되는데, 이를 부분일식이라고 한다. 금환일식은 달이 태양을 완전히 가리지 못해 태양이 살짝 삐져나온다고 하였는데, 태양과 달의 크기가 변하는 것은 아닐 것이다. 그 원리는 지구가 정확한 원의 궤도로 태양을 공전하는 것이 아닌, 약간의 타원을 그리면서 공전하고, 달도 마찬가지로 지구를 공전할 때 타원의 궤도로 공전하기 때문이다. 그래서 어떤 경우에는 달이 태양을 완전히 가릴 수 있고, 또 어떤 때에는 달이 태양을 완전히 가리지 못하는 거리에 있어 달이 살짝 삐져나온다. 이렇게 태양이 달에 전부 가려지지 않고 튀어나오는 일식이 금환일식이다.
월식은 달이 공전하다가 지구를 중심으로 태양의 정반대에 위치하게 될 때 일식과 반대로 태양빛을 지구가 가리는 현상으로, 이번에는 달이 잡아먹혀 보이지 않게 되는 것 같다고 하여 월식이라는 이름이 붙었다. 월식에는 개기월식과 부분월식이 있다고 하였는데, 달이 지구의 그림자 안에 완전히 들어왔느냐, 일부분만 걸쳤느냐의 차이이다. 달이 지구의 그림자의 일부분만 가려 달이 살짝만 보이는 경우가 부분월식이다. 반대로 지구의 그림자 안으로 달이 완전히 들어오게 되면 이론적으로 달이 사라지는 것이 개기월식이. 하지만 실제로 개기월식 때 달을 관찰해보면 달의 형태를 관측할 수 있을뿐더러 달이 붉은색을 띠는 현상이 나타난다. 이를 블러드문이라고 하는데, 이것의 원리는 무엇일까?
월식과 블러드문
월식은 지구가 태양을 가리면서 달의 모습이 보이지 않게 될 때도 있지만 달이 사라지지 않고 검붉은 색으로 변한 것처럼 보이는 경우도 있는데, 이를 블러드문이라고 한다. 이 현상이 나타나는 이유는 빛의 산란과 관련이 있다. 달의 기준에서 지구가 태양을 가린다 해도 태양의 크기가 크기 때문에 태양빛이 지구의 양 끝의 대기를 스치며 달에 도달할 수 있다. 이때 지구의 양 끝 대기에 도달한 빛은 대기의 작은 분자들을 통과하게 된다. 레일리 산란 이론에 따르면, 푸른빛은 파장이 짧아 산란율이 높고, 붉은빛은 파장이 길어 산란하지 않고 쭉 뻗어나가는 특성이 있다. 즉 태양빛이 지구의 대기를 지나면서 푸른빛은 산란되고 붉은빛은 직진하여 달까지 향하게 된다. 그 결과 지구에 가려진 태양이 검은색을 띠면서도 희미한 붉은색을 같이 뿜어내는 것처럼 보이는 것이다.
일식과 월식 관찰 가능 기간
얼핏 생각해보면 달이 지구를 한 달에 한 번씩 공전한다면 일식과 월식 또한 매달마다 관측할 수 있어야 하지만, 그렇지 않다. 그 이유는 달의 자전축이 지구의 자전축에 비해 약 5도 더 기울어져 있기 때문에 어떤 해에는 태양과 지구와 달이 일직선을 이루지만, 태양과 지구가 일직선이라도 달이 살짝 벗어나 있는 경우도 있다. 이때에는 이 현상들을 관찰할 수 없게 된다. 그렇다면 언제 일식과 월식을 관찰할 수 있을까? 일식은 해마다 두 번 정도 발생한다. 일식은 2009년, 그리고 2020년에 부분일식을 관측할 수 있었고, 다음 일식은 한참 뒤에 관측할 수 있을 것이라고 한다. 2032년 11월 3일에 부분일식이, 2035년에는 강원도 고성 지역에서 개기일식을 관측할 수 있을 것으로 알려져 있다. 월식도 일식과 마찬가지로 매년 평균 1, 2회 정도 관측할 수 있으며, 우리나라에서는 2022년 11월에 개기월식을 관찰할 수 있었다. 다음 개기월식은 2025년 9월 8일이라고 한다.