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별들의 떨어진 거리는 어떻게 측정되는가?
(How are star distances measured?)
Donald B. DeYoung

    레이더와 우주 탐사선은 멀리 떨어져있는 별들까지 도달할 수 없기 때문에, 별들의 거리를 측정하기 위해서는 다른 방법이 요구된다. 가까운 별들은 시차(parallax)로 결정된다. 이것은 하늘에서 별의 정확한 위치에 대한 두 번의 측정으로 이루어진다. 즉 한 번의 측정과 6개월 후인 지구 공전궤도의 반대편에서 측정한 시차(연주시차)로 얻어진다. 이 삼각측량으로부터 별의 거리가 결정되는 것이다.


위의 그림에 시차 각도는 과장되었다. 그 각도는 언제나 0.0003도 보다도 작다. 시차에 의한 별들의 거리 측정 방법은 수백 광년 이내의 가까운 별들을 대해서 적용된다. 1997년에 발사된 인공위성 히파르쿠스(Hipparchus)는 많은 이러한 측정들을 실시해왔다. 수천의 별들이 이 시차로 거리가 측정되었는데, 대각성(Arcturus, 37 광년), 시리우스(Sirius, 8.6 광년), 스피카(Spica, 220 광년) 등이다.

더 멀리 떨어져있는 별들의 거리는 간접적인 방법들이 사용된다. 세페이드 변광성(Cepheid variable)을 이용하는 측정방법은 수백만년 광년 떨어진 별들에 사용된다. 세페이드들은 실제의 밝기가 잘 알려져 있는 범주의 별들이다. 만약 한 세페이드가 희미하게 나타난다면, 그 거리는 평가될 수 있다. 그 방법은 멀리서 다가오는 자동차의 헤드라이트를 관찰함으로서 그 거리를 측정하는 것과 유사하다. 세페이드들은 매우 빛나는 별들이다. 따라서 그것들은 멀리 떨어져 있는 은하들에서 확인될 수 있다. 세페이드 변광성 방법으로 마젤란 성운(Magellanic Clouds, 18만 광년), 안드로메다 대은하(Andromeda Galaxy, 290만 광년) 등의 거리가 주어졌다.


별들의 거리를 측정하는 마지막 방법은 별빛의 적색편이(redshift)로 추정하는 것이다. (Is the universe expanding?을 보라). 적색편이는 우주의 전체적인 팽창으로부터 기인한다. 한 별의 별빛은 우주의 팽창에 의해서 바깥쪽에 멀어질 때 바뀌어진다. 그 효과는 모터보트 뒤로 퍼져나가는 파도와 다소 유사하다. 적색편이는 별이 멀어질 때 나오는 빛의 파장이 도플러 효과에 의해서 좀 더 긴 파장의 적색으로 약간 이동하는 것을 말한다. 전체 은하들은 측정되는 그들의 적색편이들에 인해 지구로부터 멀어지는 것으로 나타난다. 빠르게 멀어지는 것일수록, 더 멀리에 있는 것으로 간주된다.

적색편이로부터 실제 별들의 거리를 결정하는 것에는 상당한 추정이 존재한다. 그리고 적색편이가 별들의 후퇴 운동 때문이 아니라, 다른 원인 때문이라는 가능성 있는 설명들이 존재한다. 적색편이 방법으로 천문학자들은 어떤 은하의 거리를 150억 광년으로까지 평가하고 있다. 또한 천문학자들은 별들을 거리를 측정하는 몇몇 다른 방법들도 사용하고 있다.

연주시차에 의한 거리는 10% 이내로 정확하다 할지라도, 다른 모든 거리 측정 방법들은 불확실한 것이다. 실제 별들의 거리는 현재 평가된 거리보다 더 멀 수도 더 가까울 수도 있다.

Author: Dr. Donald B. DeYoung - adapted from Astronomy and the Bible: Questions and Answers, 2nd Edition (Grand Rapids, Michigan: Baker Books, 2000), 176 pp.

 

출처 : ChristianAnswers.net
URL : http://christiananswers.net/q-eden/star-distance.html
번역자 : IT 사역위원회

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