별과 우주

내행성의 역행은 최대 이각에서 시작되는가?

by 조영우 posted Oct 13, 2007 Views 25352 Likes 0 Replies 1
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순행은 항성을 기준으로 천체가 서에서 동으로(천구의 북극에서 내려다 볼 때 반시계 방향의 회전) 이동하는 현상을 말하며, 역행은 반대로 동에서 서로 이동하는 현상입니다. 따라서, 순행을 할 때 천체의 적경은 증가하며, 역행할 때에는 적경이 감소합니다. 적경은 춘분점을 기점으로 하여 천구의 적도를 따라 반시계 방향(천구의 북극에서 내려다 보았을 때) 또는 서에서 동으로 증가하기 때문입니다.

 

가장 먼저 주의할 것은, 지평면의 방위를 기준으로 천체의 순행과 역행을 판단해선 안된다는 점입니다. 천체의 순행과 역행을 판단하는 데 필요한 기간 동안 지구의 공전과 자전으로 인해 항성들도 천구상에서 움직여가기 때문입니다. 순행과 역행은 반드시 항성을 기준으로 판단해야 합니다.

 

지구와 태양을 기준으로 하여 내행성의 궤도를 표현하기 위하여 사용하는 다음 그림을 많이 접해 보셨을 겁니다.

 

 

orbit_of_a_inner_planet.gif

이 그림에서 내행성은 외합부터 동방최대이각(A)까지 계속 동쪽으로 움직이다가 동방최대이각부터 서쪽으로 움직이는 것처럼 보입니다. 그래서 내행성은 동방최대이각까지 순행하다가 동방최대이각부터 역행하기 시작한다고 생각하는 경우가 많습니다. 하지만, 이것은 옳지 않은 생각입니다.

 

 

위 그림은 지구를 고정시켜 놓고 금성의 궤도 운동을 관측하는 상황을 나타낸 그림입니다. 실제로는 지구도 공전을 하므로, 지구의 궤도 운동도 고려하여야 합니다. 행성의 운동을 이해하는 데 있어서 대부분의 문제는 지구를 고정시켜놓고 다른 행성의 운동을 이해하려고 하는데서 생깁니다. 금성은 태양에서 대략 0.7AU 떨어져 있고 궤도 운동 주기는 224일 쯤 됩니다. 지구가 1AU의 거리에서 365일에 걸쳐 궤도 운동을 하니까, 지구의 공전 선속도는 금성의 84% 쯤 됩니다. 그러니까, 지구가 고정되어 있지 않고 궤도 운동을 한다 하더라도, 금성이 더 빠르게 궤도 운동을 하기 때문에 금성이 동방최대이각부터 서쪽으로 움직일 것이라고 생각하는 경우도 있습니다.

하지만, 동방최대이각을 지난 금성의 궤도 운동 속도는 주로 지구의 시선 방향 쪽으로 기여를 합니다. 시선 방향으로의 운동 성분은 금성이 동쪽이나 서쪽으로 움직이는 데에는 기여를 하지 못합니다(순행과 역행에 기여하지 않는 성분). 다시 말해, 동방최대이각을 지나 운동하는 금성의 운동 속도의 대부분은 동쪽이나 서쪽으로는 영향을 주지 못합니다. 이 때문에 지구에서 볼 때 금성이 여전히 동쪽으로 움직이는 것처럼 보입니다. 금성은 동방최대이각을 지난 이후로도 한동안 순행을 지속하는 것입니다.


 

 orbit_of_a_inner_planet_crop.gif
붉은 색 화살표는 금성과 지구의 궤도 운동 속도를 나타냄. 화살표의 길이는 속도의 크기를 나타냄. 금성의 궤도 운동 속도는 지구의 시선 방향에 나란한 성분(순행과 역행에 영향을 주지 않는 성분)과 그에 수직한 성분(접선 성분)으로 구분함. 그림에서 보다시피, 동방최대이각을 지난 금성의 운동 속도는 주로 순행과 역행에 영향을 주지 않는 시선 방향에 기여함.


다음 동영상은 지구와 금성이 궤도 운동하는 동안, 금성이 순행과 역행을 하는 과정을 보여주고 있습니다. 중앙에 태양이 위치하며, 그 둘레로 금성과 지구의 공전 궤도가 위치하는 것을 볼 수 있습니다. 분홍색으로 표시된 것은 천구를 나타냅니다. 금성과 지구가 공전을 하는 동안 금성의 위치가 천구를 배경으로 어떻게 운동하는지 보여주기 위한 동영상입니다. 금성은 4번 위치에서 동방최대이각에 도달하지만, 5번 위치까지 순행이 지속되는 것을 볼 수 있습니다. 캡션이나 나레이션은 나중에 추가하도록 하겠습니다.

 

 

2007년의 경우, 금성은 6얼 9일에 동방최대이각에 도달했으며, 7월 12일에 최대 밝기에 도달했고, 7월 25일에 유를 하면서 역행을 시작하였습니다. 8월 18일에는 내합에 도달하였고, 9월 7일에 유하여 순행을 시작한 뒤 9월 24일에 최대 밝기에 도달하였고, 10월 29일에 서방최대이각에 도달합니다. 수성의 경우에는, 6월 2일(동방최대이각, 23도), 6월 16일(유, 역행 시작), 6월 29일(내합), 7월 10일(유, 순행 시작), 7얼 20일(서방최대이각)의 순서입니다.

 

내행성의 역행은 초승달 모양부터 내합을 지나 그믐달 모양이 되기까지의 기간에 일어납니다. 그 외의 기간 동안 내행성은 순행합니다.

 

다음 그림은 금성이 동방최대이각에 있을 때, 최대 밝기일 때, 역행을 시작할 때의 크기와 모양을 나타낸 것입니다. 실제 사진이 아니고, 스태리나잇에서 따왔습니다.

 

venusian_phase_at_ge_east.gif


venusian_phase_brightest.gif


venusian_phase_starting_retrograde.gif

동방최대이각의 금성
(2007/06/09)


최대 밝기의 금성
(2007/07/12)


역행을 시작할 때의 금성
(2007/07/25)



참고 자료 : 2007년 역서, 한국천문연구원


푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net/




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    권영택 2008.01.04 14:16
    글을 읽다가 이해가 안가고 있었는데 동영상을 보니까 이해가 됬습니다,^^