망원경의 성능은 집광력, 한계등급, 분해능, 배율 따위로 나타냅니다. 이 중 망원경으로 본 상의 밝기를 나타내는 데에는 집광력과 배율이 필요합니다.
집광력은 망원경이 빛을 모으는 능력입니다. 망원경의 입구로 모은 빛이 모두 망원경의 출구(접안렌즈)로 빠져나간다고 할 때, 망원경의 집광력은 망원경 입구의 넓이에 비례합니다.
상의 밝기에 영향을 주는 요인은 천체가 점광원인지 아니면 크기를 갖는 면적원인지에 따라 다릅니다. 크기를 갖는 면적원의 경우 상의 밝기는 구경과 배율에 의해 결정됩니다. 구경이 클수록 더 많은 빛을 모으지만(집광) 배율이 증가하면 집광한 빛을 더 넓은 면적에 퍼뜨립니다. 따라서 상의 밝기는 구경의 제곱에 비례하며 배율의 제곱에 반비례합니다.
면적원: 상의 밝기 ∝ (구경)² / (배율)²
구경이 두 배 더 큰 망원경을 사용하면서 배율을 두 배 더 증가시킨다면 집광력의 증가에도 불구하고 면적원의 상은 더 밝아지지 않음을 알 수 있습니다. 망원경의 구경 크기는 탐색경(파인더)보다 주경이 더 크지만 배율 또한 주경이 더 큽니다. 따라서 주경으로 관측한 면적원의 상이 탐색경으로 관측한 상보다 더 밝다고 단언할 수 없습니다. 오히려 주경으로 관측한 상보다 탐색경으로 관측한 상이 더 밝은 경우가 많습니다. 어느 상이 더 밝은지 확인하려면 구경과 배율이 각각 얼마나 증가했는지를 살펴봐야 합니다.
이상적인 점광원은 시세포 하나만 자극할 수 있어야 합니다. 이상적인 점광원이라면 배율이 증가한다고 하더라도 빛이 두 개 이상의 시세포로 퍼뜨려지지 않을 것이므로 배율의 증가에 의한 상의 밝기 감소는 없습니다. 따라서, 이상적인 점광원의 경우 상의 밝기는 오로지 구경에 의해서만 결정됩니다.
점광원: 상의 밝기 ∝ (구경)²
참고 문헌
Amateur Astronomer's Handbook, 3rd ed., J.B. Sidgwick, 1981, Dover Publications
Astronomy: Principles and Practice, 4th ed., A.E. Roy & D. Clarke, 2003, Taylor & Francis
<편집 기록>
+1차 수정: 몇 가지 표현의 수정 (2011.11.20.)
+2차 수정: 참고 문헌 추가 (2012.01.02.)
조영우
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