일식 종류 및 원리 총정리

일식현상은 지구상의 극히 한정된 지역에서만 관측 가능하기 때문에 평생 한 번 볼까 말까 하는 진귀한 자연현상다.일식 현상은 지구상에서 항상 일어나는 자연현상이지만 모든 지역에서 관측할 수 있는 것은 아니다. 지금부터 일식 종류에서 원리까지 총정리해보고자 한다.

정의

지구 주위를 도는 달이 지구에서 관측될 때 태양의 표면을 가리는 천문 현상이다.

원리

일식은 지구 주위를 도는 달이 태양의 표면을 가로지를 때 일어난다. 이때 달의 그림자가 지구 표면 위를 지나가는데 지구에서 관측할 때 태양이 달에 가려지는 현상을 일식이라고 한다. 일식은 태양, 달, 지구가 일직선일 때만 일어날 수 있다.

종류

태양처럼 큰 광원의 경우 달이 지구에 반사하는 그림자는 작은 본당(本堂, main shadow)과 본당을 둘러싸고 있는 부분적인 그림자(半半, half shadow)로 나뉜다. 일식은 달의 그림자에 가려지는 태양 표면의 정도에 따라 개기일식, 부분일식, 환일식을 포함한다.

개기일식

달이 태양 표면을 통과할 때 태양의 빛이 그림자의 안쪽 부분인 주 영역(주 그림자)을 비추지 않기 때문에 지구의 관측자들에게는 태양 표면이 달에 의해 완전히 가려진 것으로 보인다. 이것은 개기일식이라고 불립니다. 주 영역과 지구가 교차하는 영역이 좁기 때문에 개기일식은 개기일식이라는 매우 좁은 영역에서만 관측할 수 있다.

부분 일식

달 그림자의 바깥 부분인 반사의 관찰자에게 달은 부분적으로 겹쳐져 태양 표면에 투사되는 것처럼 보인다. 그 결과 부분일식은 부분일식이라고 불립니다.

금환일식

지구가 태양 주위를 타원 궤도로 공전하기 때문에 태양까지의 거리는 1년에 걸쳐 조금씩 달라진다. 게다가 달의 궤도는 타원이기 때문에 달의 겉보기 크기는 한 달에 걸쳐 약간 변한다. 지구가 태양에 가장 가깝고 달에서 가장 멀리 떨어져 있을 때 일식이 일어나면 달이 태양을 완전히 가릴 수 없고 달의 둘레를 따라 태양의 가장자리가 보인다. 이것은 황금 기념일 일식이라고 불린다. 금환은 금반지 또는 금반지를 의미한다.

지속 시간

천체의 상대운동 때문에 태양을 달이 가려서 만들어지는 원뿔 형태의 그림자는 지구표면 위에서 빠르게 이동한다. 따라서 일식의 전체 지속시간은 지구의 한 지점에서 8분 이하 정도로 매우 짧다.

발생 주기

일식은 1년에 2~4번 일어나지만 가끔 그 이상 일어날 때도 있다. 1935년의 경우에는 5번의 일식이 있었다. 지구·태양·달이 상대적으로 거의 같은 위치에 있어 비슷한 일식이 반복되는 주기를 사로스 주기라고 하는데 대략 18년 11일을 주기로 한다. 

천문학과의 관계

부분일식은 천문학적인 정보를 거의 주지 않는다. 반면에 개기일식은 밝은 태양표면(광구) 때문에 보통때는 잘 보이지 않는 태양의 얇은 바깥층인 채층과 코로나의 성질에 대한 많은 정보를 준다. 개기일식 때 달은 광구에서 나오는 직사광선을 지구 대기 밖에서 차단하는 가리개 역할을 한다. 밝은 하늘이 아주 어두워지고 태양의 뚜렷하지 않았던 부분들을 볼 수 있게 된다. 최근에는 코로나그래프의 발명으로 일식 관측의 천문학적 가치는 감소했다. 이를 이용하면 광구를 인위적으로 가려 일식이 아닐 때도 연구자들이 태양의 채층과 코로나를 연구할 수 있다.

신화와 역사

일식은 하늘에서 가장 중요한 천체인 태양면이 가려지는 모양 때문에 신화와 역사에서 매우 중요한 징조로 해석되었다. 많은 예언가가 일식을 역사적 변화, 전쟁의 발발, 불운의 전조로 해석했다.한편 천문학에 대한 지식이 있었던 인물에 의해 일식이 예고되면서 난국을 풀어내는 계기가 되기도 했다. 아침에는 케프리(Khepri,), 낮에는 라(Rah), 저녁에는 아툼(Atum)이라고 불렸던 태양신을 최고의 신으로 섬겼던 이집트에서는 일식을 아포피스가 태양신을 삼키는 것으로 일식이 끝나고 태양이 복원되는 것을 태양신의 부활로 해석했다. 아침에는 케프리(Khepri,), 낮에는 라(Rah), 저녁에는 아툼(Atum)이라고 불렸던 태양신을 최고의 신으로 섬겼던 이집트에서는 일식을 아포피스가 태양신을 삼키는 것으로 일식이 끝나고 태양이 복원되는 것을 태양신의 부활로 해석했다. 조선왕조실록에는 조선 시대 일식에 대한 기록이 695번 남아 있어 매우 중요한 천문현상으로 보았다. 개기일식은 선조, 인조, 숙종, 순조 때 4번 발생한 것으로 기록되어 있다. 일식이나 월식 때에는 임금이 관리들과 소복 차림으로 기도를 하며 해와 달이 복원되기를 기다렸다. 정조 때에는 일식이 있자 임금이 각지에 변고가 없는 지 살피기도 했다.

일식의 관찰

일식을 맨눈으로 직접 관찰하는 것은 매우 위험하다. 태양을 직접 관찰할 때 인간의 시신경이 강력한 태양 빛에 의해 손상되어 영구적인 시력 장애를 입을 수 있기 때문이다. 카메라 렌즈를 통해 일식을 관찰하는 것도 같은 이유로 시신경에 장해를 끼칠 수 있다. 일상적으로 사용하는 선글라스도 일식 관찰에는 도움이 되지 않는다. 일식을 관찰할 때에는 전용 선글라스 또는 전용 필터를 사용하는 것이 좋다. 되도록 검은 색의 필터를 두 겹 이상 사용해야 시신경의 손상도 방지할 수 있고 일식 동안의 태양 윤곽선의 변화도 선명하게 관찰할 수 있다. 디지털 카메라의 경우에도 렌즈 앞에 필터를 장착해야 한다. 필터 없이 장시간 태양에 초점을 맞출 경우에는 카메라 안에서 빛을 받아들여 전류로 전환하는 감광소자가 장애를 일으킬 수 있다.