[중등3과학] 별의 연주 시차와 등급

자. 이번 수업은 별의 연주 시차와 등급에 대해 알아보자.

 

연주 시차는 6개월 간격으로 별을 관측했을 때 생기는 시차의 절반을 말한다.

 

연주시차와 거리는 반비례하므로

 

별까지의 거리가 가까울수록 연주시차는 커지고

 

거리가 멀어질수록 연주시차는 작아진다.

 

연주 시차의 단위를 초, 거리의 단위를 pc으로 사용하면

 

연주시차를 통해 별을 거리를 알아낼 수 있다.

 

예를 들어

 

어떤 별을 6개월 간격으로 관측했을 때

 

각도차이가 1초라면

 

 

연주 시차는

 

6개월 간의 각도차이, 즉 시차의 절반에 해당하는 0.5초이고

 

거리는 연주시차의 역수를 취해 계산하면

 

2pc이 된다.

별의 밝기는 등급을 이용해 표시하며

 

등급이 작을 수록 별의 밝기는 밝아진다.

별의 밝기를 등급을 이용해 처음 나타낸 과학자는 히파르코스이며

 

별들을 맨눈으로 관찰하여

 

눈에 보이는 밝기에 따라 1등급부터 6등급으로 구분하였다.

 

 

이 때 1등급의 별이 가장 밝게 보이는 별이고

 

6등급이 가장 어둡게 보이는 별이며

 

1등급은 6등급보다 100배 밝게 보이는 별이다.

 

즉, 5등급 차이는 100배 밝기 차이이고

 

1등급 차이는 약 2.5배 

 

2등급 차이는 약 2.5에 제곱배 

 

3등급 차이는 약 2.5에 세제곱배

 

4등급 차이는 약 2.5의 네제곱배

 

밝기 차이에 해당한다.

망원경이 발견되면서

 

맨눈으로 볼수 없었던 어두운 별들이 발견되었고

 

이런 어두운 별들은

 

7등급, 8등급 등으로 나타내며

 

1등급 보다 밝은 별들은

 

0등급, -1등급 등으로

 

등급 사이의 밝기인 별은

 

소수점을 이용해 나타낸다.

등급은 겉보기 등급과 절대 등급으로 구분 되는데

 

겉보기 등급은 히파르코스가 정한 것처럼 눈에 보이는 밝기를 나타내고

 

절대 등급은 실제 별의 밝기를 나타내는 등급으로

 

모든 별의 거리를 10pc 가정했을 때의 밝기를 등급으로 나타낸 것이다.

 

겉보기 등급은 별까지의 거리에 따라 변하지만

 

절대 등급은 거리 변화에 관계 없이 일정한 값을 가진다.

다음은 등급과 거리의 관계에 대해 알아보자.

 

어떤 별의 겉보기 등급과 절대 등급이 같다면

 

지금 눈에 보이는 밝기와

 

실제 밝기, 즉 10pc을 가정했을 때의 밝기가 같다는 말이고

 

이것은 별까지의 거리가 10pc임을 의미한다.

 

만약 어떤 별의 겉보기 등급이 절대 등급보다 작다면

 

10pc을 가정했을 때보다

 

지금이 훨씬 더 밝아 보인다는 말이므로

 

별까지의 거리가 10pc보다 가깝다는 것의 의미하고

별의 겉보기 등급이 절대 등급보다 큰 것은

 

실제보다 더 어두워 보인다는 말이므로

 

별은 10pc보다 더 멀리 있다는 것을 의미한다.

별까지의 거리를 비교할 때는

 

겉보기 등급에서 절대 등급을 뺀 거리 지수를 이용한다.

 

거리 지수가 클 수록 멀리 있는 별이고

 

거리 지수가 작을 수록 가까이 있는 별이다. 

예를 들어 A, B, C 별의 겉보기 등급과 절대 등급이 다음과 같을 때

 

 

가장 밝아 보이는 별은 겉보기 등급이 가장 작은 C이며

 

실제 가장 밝은 별은 절대 등급이 가장 작은 B이다.

 

10pc 거리에 있는 별은

 

겉보기 등급과 절대 등급이 같은 A이며

 

세 별까지의 거리를 겉보기 등급에서 절대 등급을 뺀 거리 지수를 통해 비교하면

 

거리 지수가 가장 큰 B 별이 가장 멀리 있고

 

거리 지수가 가장 작은 C 별이 가장 가까이 위치하고 있다는 것을 알 수 있다.

https://youtu.be/W3-F_-8Ish8

 

탑사이언스 과학학원(대구 수성구)

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