"인류의 달 착륙에 비견될 장면…다시는 보지 못할 순간 포착"

천문연, 코로나그래프 시험 관측…NASA와 공동 활용

개기일식 코로나 관측

"달이 태양을 덮고 있습니다(Moon blots Sun)." 미국 대륙 전역이 흥분의 도가니에 휩싸였다.

'태양계의 슈퍼볼'로 불린 99년 만의 개기일식(皆旣日蝕·total solar eclipse)이 21일 오전 10시 15분(미 태평양시간·한국시간 22일 새벽 2시 15분) 미 서부 태평양 연안 오리건 주(州)부터 시작됐다.

CNN, ABC, NBC, CBS 등 미국 주요 방송과 미 항공우주국(NASA)은 생중계로 시시각각 '세기의 일식' 순간을 전하느라 바빴다.'

개기일식 관측

AP통신은 "1918년 이후 99년 만에 대륙의 해안에서 해안으로 이어진 개기일식이 96∼113㎞의 넓이로 미 대륙을 관통했다"며 "이번 개기일식은 역사상 가장 많이 관측된, 그리고 가장 많이 촬영된 천체 현상으로 기록될 것"이라고 전했다.

개기일식 현장에 나온 오리건 과학산업박물관의 짐 토트 관장은 "쇼가 막 시작됐다. 오늘은 위대한 날"이라고 말했다.

와이오밍 주에서 개기일식을 관측한 천문학자 마이크 오리어리는 "여태껏 볼 수 없었던, 앞으로도 보지 못할 광경을 목격했다"며 흥분을 감추지 못했다.

이날 일식은 태평양 시간으로 오전 10시 15분이 막 지나자 오리건 주 마드리스 등 주요 관측지역에서 달이 태양을 완전히 가리면서 시작됐다.'

일식이 가장 먼저 도달한 오리건 주 해안인 뉴포트에서 달이 태양을 가리는 순간을 포착한 관측자들은 "검은 원을 만들고 이어 그 주변으로 다이아몬드 링처럼 빛이 새어 나왔다"고 전했다.

NASA의 알렉스 영은 "인간의 달 착륙과 비견될 만한 장면이었다"고 말했다.' 이번 개기일식은 오리건, 아이다호, 와이오밍, 네브래스카, 캔자스, 미주리, 일리노이, 켄터키, 테네시, 조지아, 노스캐롤라이나, 사우스캐롤라이나 등 14개 주를 관통하며 4천200㎞에 걸쳐 1시간 33분 동안 이어졌다.

개기일식의 통과 속도는 시속 2천100마일(시속 3천380㎞)로 측정됐다. 오리건 주 링컨시티부터 와이오밍 주 캐스퍼, 일리노이 주 카본데일, 테네시 주 내슈빌을 지나 사우스캐롤라이나 주 찰스턴에는 동부시간으로 오후 2시 48분 개기일식이 관측됐다.

켄터키에서는 태양의 외곽대기인 코로나가 선명하게 포착됐다. 뜨거운 가스를 내뿜는 코로나는 평소에는 눈에 보이지 않지만, 개기일식을 통해 그 화려한 모습을 드러냈다고 미 언론은 전했다.

개기일식 관통 경로

켄터키 주 일부 동물원에서는 개기일식이 임박한 순간 조류와 곤충류가 쉴 새 없이 지저귀고 울음소리를 내는 등 이상행동을 하는 모습이 포착됐다고 미 언론은 전했다.

미 대륙을 관통하는 개기일식은 2045년 예정돼 있지만, 이번처럼 북서부에서 남동부로 대륙을 대각선으로 완전히 관통할지는 불투명한 것으로 알려졌다.'

개기일식이란 우주 공간의 궤도 선상에서 태양-달-지구 순으로 늘어서면서 달이 태양을 완전히 가리는 천체 현상을 말한다. 달이 지구를 공전하기 때문에 이론적으로는 매달 일식이 일어나게 된다.

그러나 지구가 태양을 도는 궤도인 황도와 달이 지구를 공전하는 궤도인 백도의 각도가 어긋나 있기 때문에 부분일식은 자주 일어나지만, 개기일식은 통상 2년마다 한 번씩 찾아온다.

개기일식은 대부분 대양에서 관측되며 대륙에서 볼 기회는 흔치 않다. 특히 북미처럼 큰 대륙 전역을 관통하며 개기일식이 펼쳐지는 것은 수십 년에 한 번씩 일어난다.

미 전역을 관통하는 개기일식이 관측된 것은 1918년 6월 8일 워싱턴 주에서 플로리다 주까지 나타난 개기일식 이후 무려 99년 만의 일이다.

가장 최근에는 1979년에 부분적으로 미국 태평양 연안 북서부에서 개기일식이 관측된 적이 있다.'

항공우주, 천문 등 과학계도 이번 개기일식의 관측 결과를 바탕으로 연구 작업에 혁신을 가져올 수 있을 것으로 기대했다. NASA를 비롯해 미국 내 주요 연구기관들이 첨단장비를 총동원해 일식 순간을 포착했다.

앞서 1868년 개기일식 때 피에르 얀센이 헬륨가스를 발견하고, 1918년 일식 당시 아인슈타인의 상대성 이론을 이해하는 데 유력한 증거가 발견되는 등 과거 개기일식 때도 중요한 연구 성과가 있었다.'

특수안경 낀 어린이들

한편 한국천문연구원(이하 천문연)은 와이오밍주 잭슨시(Jackson, WY)에 개기일식 원정 관측단을 파견해 개기일식 때 관측이 가능한 코로나를 연구에 들어갔다.  일식이란 달이 지구와 태양 사이를 지나면서 태양을 가리는 현상으로 태양의 전체를 가리는 것이 개기일식이다.

개기일식은 지상에서 태양의 대기층을 연구할 수 있는 유일한 기회다. 달이 태양을 완전히 가리면 평소 태양의 밝은 광구 때문에 관측이 불가능한 대기층을 선명하게 볼 수 있기 때문이다. 이는 지구에 영향을 주는 태양 우주환경 연구의 중요한 단서가 된다.

이번 개기일식에서 천문연은 NASA와 공동 개발 중인 코로나그래프(coronagraph)를 활용해 코로나 관측을 시도한다. 관측단은 백색광 관측, 백색광 편광관측, 내부 코로나(530.3nm 파장) 관측, H-alpha 편광관측을 동시에 수행하여 코로나의 특성을 연구하게 된다.

원래 코로나그래프에는 태양을 가리는 차폐기가 있지만 개기일식 중에는 달이 차폐기의 역할을 하므로 필터 및 편광시스템만을 사용한다. 천문연은 2021년 국제우주정거장에 설치할 예정으로 NASA와 공동으로  코로나그래프를 개발 중이다. 

이번 개기일식은 북미와 중미 및 남미 북부지역 그리고 유럽 서부, 아프리카 서부 등에서만 관측되었고 우리나라에서는 볼 수 없었다. 미국에서 대륙을 가로지르는 개기일식은 1918년 이후 99년 만이다.

2006년 이집트에서 관측한 개기일식 사진

조경석 우주과학본부장은 “이번 일식 관측을 통해 우리가 개발 중인 코로나그래프의 성능을 시험할 예정이다”며 “태양 표면보다 월등히 높은 코로나의 온도 분포는 아직 그 가열 원인을 알지 못하기 때문에 이러한 개기일식 관측을 통해 코로나의 특성을 이해할 수 있게 된다”고 했다.

한편 차세대 코로나그래프의 개발을 담당하는 최성환 박사는“우리가 개발 중인 코로나그래프가 완성되면 기존 장비가 가능했던 코로나의 형태학적 관측 외에서도 태양풍의 속도 등 여러 자료를 얻을 수 있게 되어 지구 주변의 우주환경 예보 적중률을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

일식의 원리. 일식 때는 태양과 지구 사이에 달이 위치해 지표면에서는 태양이 달에 가려져 보인다. 이번 개기일식은 지표면 상에서 약 100km 폭으로 진행된다.

한편, 다음 개기일식은 2019년 7월 2일 태평양, 칠레, 아르헨티나 지역에서 관측 가능하다. 한반도에서 볼 수 있는 다음 개기일식은 2035년 9월 2일 오전 9시 40분경 북한 평양 지역, 강원도 일부 지역에서 볼 수 있다.

서울 지역에서는 부분일식으로 관측 가능하다. 과거 최근 개기일식은 2009년 7월 개기일식으로, 이 때 우리나라 내륙에서는 부분일식으로 관측됐다.

향후 20년 동안 예정된 개기일식 지역