My Starlight Night..

북극성(Polaris)하면 여러분은 어떤 생각을 하십니까?
저 개인적으로는 북극성하면 떠오르는 것이 바로 제 블로그의 이웃이신 asteria님입니다. asteria님께서 아마 이 포스트를 보시면 '빙긋'하고 웃음을 지으실런지도 모르겠네요. 일단 그 이유는 아마 이곳에 오는 분들 중에서는 asteria님과 저만 아는 것이겠습니다만..^^;;
어쨌든, 오늘밤의 주제는 바로 북극성입니다. 이미 다 아시는 이야기도 있을 것이고 처음 듣는 이야기도 있으시겠지만 그래도 재미있게 봐주신다면 저로써는 기쁘겠지요..

겸사겸사 이 포스트를 최근에 800일을 맞으셨다는 asteria님께 바치는 기념 포스트로 하겠습니다..^^
오래오래 행복하시길..

1. 북극성은 어떤 별인가?
자 그럼 북극성은 어떤 별일까요?
현재 우리에게 알려져있는 북극성의 프로필은 다음과 같습니다.
* 아래의 북극성의 프로필에 관련된 내용은 I. Ridpath의 Norton's Star Atlas and Reference Handbook(20th edition)을 참고로 하였습니다.


위에도 나와있지만 북극성의 밝기는 2등성으로 많은 분들이 가끔 오해하시는 것처럼 하늘에서 가장 밝은 별도 아닙니다. 2등성이라면 서울과 같은 도심에서 맨눈으로 간신히 볼 수 있는 정도의 별이지요.
그리 눈에 띄지도 않는 평범한 이 별을 우리는 왜 북극성이라고 부르는 것일까요?

그것은 이 북극성이 우연하게도 지구의 자전축을 천구에 투영했을 때 북쪽 축의 바로 근처에 위치하고 있기 때문입니다. 사실 북극성보다 더 북극에 가까운 별도 있기는 합니다. 그러나 여기서 우리가 기억해야 하는 점은 바로 이 별을 '맨눈으로 볼 수 있다'는 것이지요. 맨눈으로 보이면서 북극에 가장 가까운 위치에 있기 때문에 우리는 이 별을 찾으면 천구의 북극이 바로 부근에 있으리라는 것을 짐작할 수 있게 되기 때문이지요.

참고로 남반구에서도 이런 북극성과 같은 남극성의 존재를 생각해볼 수 있습니다만 남반구에 거주하는 분들에게는 아쉽게도 천구의 남극 부근에는 북극성 만큼 가까운 별은 없습니다. 오직 팔분의 자리의 시그마별이 남극에 가장 가까운 위치이지만 이 별은 고작 5등성에 지나지 않지요. 그러므로 맨눈으로 잘보이는 남극성의 역할을 하기에는 아무래도 역부족입니다. 그런 면에서는 북쪽 하늘에 사는 우리들은 운이 좋은 편이겠네요.

이러한 북극성을 찾는 법은 이전의 포스트에서 설명한 바가 있으니 관심이 있으신 분들은 다음의 포스트를 참고해주세요.

관련글 : 북극성을 찾는 여러가지 방법 (by Mizar)

2. 북극성은 변한다.
위에서 북극성은 '그 별에 어떤 특별한 특성이 있어서가 아니라 우연히 천구의 북극의 위치에 놓여있기 때문에 북극성이라고 불린다'라고 이야기했습니다. 그러면 비록 우연히 그 자리에 있게 되어 북극성이 되긴했지만 앞으로도 아무리 세월이 지나도 바뀌지 않는 것일까요?

모든 별이 그렇지만 북극성의 현재 위치도 계속 변하게 됩니다. 그 이유는 1) 지구의 자전축이 팽이처럼 움직이는 '세차운동'의 존재와 2) 북극성도 자체적으로 스스로 움직여나가는 방향이 있는 '고유운동'을 하기 때문입니다.
위의 그림에서 zenith로 표기된 위치가 천구의 북극의 위치입니다. 애니메이션에서 볼 수 있는 것 처럼 지구의 축이 움직임에 따라 북극주변에 오는 별들도 달라지는 것을 알 수 있습니다. 참고로 지금의 북극성은 지난 2000년간 북극 주변에서 가장 가까운 곳에 위치한 밝은 별이었으며 2105년까지는 북극에 가까와져 14분각까지 최접근 한 뒤 북극으로 부터 멀어지는 방향으로 움직이게 됩니다. 그리하여 앞으로 천년 뒤에는 지금의 북극성은 더이상 북극성이 아니게 되겠지요.
* 그림 출처 : http://www.opencourse.info/astronomy/introduction/03.motion_earth/precession_north_pole.gif

3. 북극성의 재미있는 특징
북극성은 그 위치로 주목할만한 특징을 가지고 있습니다만 그 자체로도 재미있는 특징을 가진 별입니다. 첫번째로 북극성은 유명한 케페이드 타입의 맥동변광성입니다. 변광성이라는 말은 즉, 그 별의 밝기가 변한다는 말인데 3.969778일을 주기로 1.92등급에서 2.07 등급으로 변화합니다. 그러므로 앞서 2.0등성이라고 이야기한 것은 이의 평균값으로 보시면 되겠습니다. 북극성의 밝기가 변화하는 이유는 이 별이 태양의 5배 가량의 질량에 30배 가량의 크기의 '초거성'이기 때문입니다. 초거성의 중심에서는 수소를 모두 연소시킨 상태에서 다른 원소를 연료로 별이 자체 무게로 무너지는 것을 막고 있습니다. 이 과정에서 별은 주기적으로 팽창하고 또 수축하는 모습을 보여주지요. 이런 모습이 마치 심장이 뛰는 것 같다고 해서 '맥동'변광성이라고 하는 것입니다. 별이 팽창했을 때는 그 밝기가 최대가 되었다가 수축하게 되면 밝기가 어두어지는 일을 주기적으로 반복하게 되지요. 북극성도 그런 별의 일종입니다.

또 하나의 재미있는 점은 북극성이 동반성을 거느린 이중성이라는 것이지요. 우리가 흔히 보는 북극성을 Polaris A라고 합니다. 이 Polaris A는 주변에 훨씬 어두운 9등급의 반성인 Polaris B를 거느리고 있습니다. 이 두 별의 떨어진 거리는 18초각으로 상당히 가까운 편입니다. 그러므로 보통 맨눈으로는 당연히 두 개의 별로 구분할 수는 없고 망원경을 사용해서 두 개를 서로 구분해서 볼 수 있습니다. 보통 75mm 굴절 망원경 정도면 쉽게 구분할 수 있고 조건이 좋다면 60mm 굴절로도 도전이 가능한 것 같습니다. 이전에 포스트를 올린 적이 있습니다만 밝은 주성과 아주 작고 어두운 반성의 대비가 굉장히 귀엽기 때문에 제가 매우 좋아하는 이중성이기도 합니다. 아마 그 귀여운 모습을 보시게 되면 여러분들도 저처럼 반해버리실지도 모르겠네요.
최근에는 이 Polaris B보다 더 가깝게 붙어있는 Polaris AB라는 새로운 반성이 발견되었다는데 허블망원경으로나 간신히 존재를 파악할 수 있었다고 하는군요. 그러므로 아마추어들의 망원경으로는 무리겠지요.

4. 북극성 주변의 볼거리
북극성 주변의 볼거리도 재미있습니다. 망원경이나 쌍안경을 통해 북극성 주변을 보면 반짝이는 북극성을 중심으로 동그란 별무리들이 마치 반지 모양으로 늘어서 있는 것을 볼 수 있습니다. 이 북극성을 중심으로 한 둥그런 별무리를 우리는 '약혼반지(Engagement ring)'라고 부르지요.
사진에서 볼 수 있는 것처럼 ‘약혼반지‘를 이루는 별무리 자체는 35분각 크기로 작은곰자리의 작은국자 부분의 반대쪽에 있는 북극성을 반지의 보석으로 하고 8등급에서 9등급사이의 별들은 '약혼반지'를 이루는 작은 고리가 됩니다. 여러분의 관측환경에 따라 조금씩 차이가 있겠지만, 모든 구경의 쌍안경으로도 이 별무리를 볼 수 있을 것입니다.

다음으로 볼만한 것이 NGC 3172라는 은하입니다. 이 은하가 유명한 이유는 북극성과 마찬가지의 이유입니다. 바로 천구의 북극에 가장 가까운 NGC 대상이기 때문이지요. 그래서 이 은하는 '폴라리시마(Polarissima)'라는 이름으로도 유명합니다. 다만, 겉보기 밝기가 13.6등급에 크기는 1분각 정도로 매우 작고 어두운 대상이기 때문에 아마 12인치 이상의 망원경을 사용해야 관측이 가능할 것으로 생각되는군요. 그럼에도 유명한 故 Walter Scott Huston 翁의 경우, '이 대상은 6인치(152mm) 망원경으로도 본 사람들이 있으며 8인치(200mm) 구경 정도면 도전해볼만하다'라는 논평을 그의 Deep Sky Wonders 컬럼에서 했었다니 이거야 말로 대단히 놀라운 일이네요. (역시 세상은 넓고 굇수는 존재한다..라는 것이겠지요..)


늘..처음의 설레임을 간직하는 내가 되길...Mizar