2009년 12월 22일 화요일

1781년 3월 31일 허셜, 천왕성을 발견하다.


 간단하게 위 사진을 설명을 하자면, 첫번째는 해왕성으로 2005년과 2007년의 모습이다. 사진상으로 해왕성 역시 고리가 있음을 확인할수 있고, 관측하는 시기에 따라 해왕성을 보는 각도가 달라짐을 알수있다. 두번째는 해왕성의 대표적인 위성으로 덩치에 어울리게 다양한 모습의 위성을 가지고 있다.
 1781년 3월 31일 허셜(Sir Frederick William Herschel:1738~1822)은 자신이 제작한 망원경으로 혜성처럼 움직이지 않는 천왕성을 발견한다. 이전까지 허셜은 음악가였으나, 이를 계기로 천체관체관측가의 길을 걷게 된다. 그리고 메시에 목록에 있는 다양한 모습의 천체에 매력을 느끼게 되었다. 그는 이후 7년에 걸쳐 메시에 목록에 없는 2500개의 성운을 발견하게 된다. 그럼 여기서 말하는 성운은 무엇일까? 현재 우리들은 성운이라고 하면 은하와 구별하여 우주공간에 가스가 밀집되어 마치 구름처럼 보이는 것이라고 알고있다. 그럼 이 당시에는 어땠을까? 이 당시에는 성운에대해 별의 집단과 가스구름이라는 견해차를 보였으며, 관측기기 및 기술이 충분히 발전되지않아 과학적인 논쟁만 분분했다. 그리고 대부분의 성운은 우리은하 외부에 존재하는 별의 모임체인 것을 1926년 허블의 관측에 의해 증명되었다. 이 것은 허셜이 성운에 대한 논쟁을 불러일으킨지 140년 정도 흐른 후로, 허셜이 선구적인 역할을 했음을 부정할수 없다.
 두번째로 허셜이 이룬 업적은 아래와 같이 매일 밤 별을 관측하여 은하의 모양을 증명했다.


 위 사진을 보면 태양이 중심에 위치함을 알 수 있다. 그러나 현재 우리는 태양이 은하 중심으로부터 약8kpc(3만광년)떨어져서 약 220~250km/sec의 속력으로 공전하고 있으며, 공전주기는 약 2억 5천만년임을 알고있다. 왜 태양이 중심에 위치한다고 생각했을까? 허셜은 태양이 만약 중심에 있지 않았다면 은하수는 어느곳에서도 비슷한 밝기를 가질수 없다고 생각했다. 즉, 성간물질이 별빛을 흡수한 다는 것을 몰랐던 것이다. 가시광영역에서 지구로부터 은하중심방향으로는 약 1만광년밖에 볼 수 없어서, 3만광년 떨어져있는 은하중심은 당연히 보이지 않는다. 하지만 은하수에서 멀리떨어진 곳은 성간물질이 적어 더 멀리 관측할 수 있다. 그리고 태양이 은하중심에 위치한다는 잘못된 사실은 20세기가되어 새플리(Harlow Shapley:1885~1972)에 의해 밝혀진다.
 그럼 위의 모형을 어떻게 만들었을까? 방법은 생각보다 간단하다. 별들의 밝기를 모두 같게 가정하고 하늘에 작은 정사각형을 가상으로 그려 별의 갯수를 일일이 세는 것이다. 그리고 이후 은하모형을 생각한 천문학자는 캅테인(Jacobus Cornelious Kapteyn:1851~1922)과 새플리가 있다.

# 1pc : 연주 시차가 각거리로 1"인 곳까지의 거리
(약3.26광년,약206265AU)

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