[과학과 놀자] 413일 주기로 출현…보름달보다 14% 크고 30% 밝아

(161) 슈퍼문

지난달 29일, 올해 마지막 '슈퍼문'이 추석 밤하늘에 등장했다. 슈퍼문은 달의 공전(한 천체가 다른 천체 주위를 주기를 가지고 도는 운동) 궤도상 지구에서 가장 가까운 지점에 있을 때 뜨는 보름달을 뜻하는데 올해는 7월에 한 번, 8월에 두 번, 9월에 한 번씩 총 4번 등장했다.

지난 8월 그리스 아테네의 포세이돈 신전에 떠오른 슈퍼문. /로이터연합뉴스

지난달 29일, 올해 마지막 ‘슈퍼문’이 추석 밤하늘에 등장했다. 슈퍼문은 달의 공전(한 천체가 다른 천체 주위를 주기를 가지고 도는 운동) 궤도상 지구에서 가장 가까운 지점에 있을 때 뜨는 보름달을 뜻하는데 올해는 7월에 한 번, 8월에 두 번, 9월에 한 번씩 총 4번 등장했다. 다음 슈퍼문은 내년 8월에 뜰 예정이다. 달이 평소보다 크게 보이는 슈퍼문 현상이 나타나는 이유는 뭘까?

달은 타원 궤도를 따라 지구를 공전한다. 궤도가 원이라면 달이 어디에 있든지 중심(지구)으로부터의 거리가 일정할 것이다. 하지만 타원은 럭비공처럼 원을 양쪽에서 누른 모양이어서 달의 위치에 따라 거리가 바뀐다. 이때 공전 궤도에서 지구에서 가장 먼 지점을 원지점, 가까운 지점을 근지점이라고 부른다. 럭비공으로 치면 뾰족한 부분이 원지점이고, 90°떨어진, 완만한 부분이 근지점이 된다. 같은 물체도 가까이 있을수록 커 보이기 때문에 달이 근지점에 있을 때 평소보다 거대한 달을 관찰할 수 있다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면 달이 근지점과 원지점에 있을 때 지구와의 평균 거리는 각각 36만3300km, 40만5500km로 4만km 넘게 차이가 난다. NASA는 과거 2008년 촬영된 슈퍼문 사진을 공개하며 “일반적인 보름달보다 14% 크고, 30% 밝다”라고 설명했다.

그런데 달이 근지점에 있다고 항상 슈퍼문인 것은 아니다. 한 가지 조건이 더 필요한데 반드시 ‘보름달’이어야 한다는 것이다. 달의 실제 모양은 공처럼 둥글지만, 지구에서 볼 때는 매번 보름달로 보이지 않고 때로는 반원(상현달, 하현달), 때로는 눈썹 모양(초승달, 그믐달)으로 보인다. 이렇게 모양이 다르게 보이는 것은 달은 항성이 아니어서 스스로 빛을 낼 수 없고, 따라서 주변에 있는 항성인 태양의 빛을 반사해 모습을 드러내기 때문이다. 그럼 보름달은 언제 뜰까. 지구는 태양을 공전하고, 달은 그런 지구를 공전하기 때문에 지구와 달의 상대적 위치에 따라 모양이 결정된다. 보름달은 세 천체가 달-지구-태양의 순으로 배치되어 달이 태양 빛을 완전히 받았을 때 볼 수 있다. 달이 지구를 한 바퀴 돌 때 걸리는 시간(공전주기)은 약 27.3일이지만, 보름달이 뜨는 주기는 이보다 이틀가량 더 긴 29.5일 정도다. 달이 공전하는 동안 지구 또한 공전하면서 원래 위치를 벗어나기 때문에 달이 조금 더 움직여야 달-지구-태양 배열로 돌아올 수 있는 것이다.

결국 슈퍼문은 달이 근지점에 있으면서 마침 보름달인 행운이 겹쳐야 볼 수 있는 셈이다. 물론 이런 행운은 자주 일어나지 않는다. 슈퍼문이 뜬 후 달의 행적을 살펴보면 공전주기에 따라 27.3일, 54.6일, 81.9일…마다 근지점을 지나친다. 그런데 보름달이 되는 건 29.5일, 59일, 88.5일…이므로 두 사건이 동시에 일어나는 시점이 계속 어긋난다. 이대로는 슈퍼문이 다시 뜰 일이 없어 보이지만, 달은 타원궤도를 돌고 있다는 걸 기억해야 한다. 속도가 다른 두 사람이 직선 코스를 달리면 출발선 이후 만날 일이 없지만, 쇼트트랙에서 볼 수 있듯 원형 코스를 돌면 더 빠른 사람이 느린 사람을 따라잡게 되는 것과 같다.

결국 슈퍼문이 뜨고 다음 슈퍼문이 뜨기까지의 시간을 계산해보면 413일쯤 된다. 그렇다고 슈퍼문을 413일 만에 딱 한 번만 볼 수 있는 건 아니다. 올해만 해도 4번이나 모습을 보였다. 그 이유는 슈퍼문이 천문학에서 쓰는 공식 용어가 아니기 때문이다. 우주 전문 매체 스페이스닷컴은 슈퍼문이란 용어가 1979년 미국의 점성술사 리처드 놀(Richard Nolle)이 한 잡지에서 사용한 것이 지금까지 사용되고 있다고 전했다. 그래서인지 보름달이 정확하게 근지점에 있을 때가 아니라 대강 근지점을 기준으로 지구까지의 거리가 10% 넘게 벗어나지 않으면 슈퍼문으로 보고 있다. 참고로 내년에는 8월을 시작으로 9, 10, 11월 각각 1번씩 총 4번 슈퍼문이 등장할 예정이다.

슈퍼문이 평소에 뜨는 보름달보다 크게 보이는 건 과학적 사실이지만, 한가위에는 일가친척과 오순도순 차례를 지내며 마음이 풍성해진 탓에 그렇게 보이는 걸 수도 있지 않을까. 부푼 마음으로 내년에 다시 찾아올 슈퍼문을 기다려보자.√ 기억해주세요

슈퍼문은 달이 지구와 가장 가까운 궤도상의 지점(근지점)에 있을 때 뜨는 보름달을 말한다. 달이 근지점을 떠나 다시 근지점으로 돌아오는 기간(공전주기)은 대략 27.3일, 보름달이 뜨는 주기는 29.5일이다. 이를 토대로 계산해보면 슈퍼문은 413일을 주기로 나타난다. 근지점에 있는 달은 가장 먼 궤도상의 지점에 있을 때보다 약 4만 km 더 지구와 가깝다. 이 때문에 일반적인 보름달보다 크기는 14%, 밝기는 30% 더 높다.

김우현 칼럼니스트