반짝반짝 작은 별
반짝반짝 작은 별
  • 한강식 속리산중 교사
  • 승인 2021.09.15 20:02
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선생님이 들려주는 과학이야기
한강식 속리산중 교사
한강식 속리산중 교사

 

`작은 별' 노래를 모르는 사람들이 있을까 싶다. 반짝반짝 작은 별~로 시작되는 친숙한 멜로디는 모차르트의 `아! 말씀드려요 어머니'주제에 대한 12개의 변주곡에 사용되면서 널리 알려졌다.

하지만 모차르트가 이 멜로디를 처음 만든 것은 아니다. 프랑스에서 전해져 오던 `아! 말씀드려요 어머니'노래에서 따왔다고 한다. 가사도 사랑하는 남자 때문에 괴로워하는 마음을 어머니에게 고백하는 내용인데, 우리가 알고 있는 `작은 별'의 가사와는 사뭇 다르다.

우리가 알고 있는 `작은 별'의 가사는 19세기 영국의 시인 `제인 테일러'의 시 `The Star(별)'의 일부를 노래에 붙인 것이다. 다만 원래 `높은 하늘에서 다이아몬드처럼 빛나네'라는 의미의 가사가 붙어 있는 부분을 `서쪽 하늘에서도, 동쪽 하늘에서도'라고 바꾸어 부르고 있다.

이 가사는 어린이날 노래, 퐁당퐁당, 졸업식 노래 등 수많은 동요를 만든 고 윤석중 시인(1911~2003)이 작사했다. 가끔 노래마다 서쪽이 먼저 나올 때도 있고 동쪽이 먼저 나올 때도 있는데, 원곡은 서쪽이 먼저 나오는 것이 맞다.

아무튼 `작은별' 노래 덕분에 별이 반짝인다는 사실을 모르는 사람은 없을 것 같다. 그런데 별이 반짝이는 것처럼 보이는 이유는 무엇일까?

별은 지구로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 거의 점에 가깝게 보인다. 그런데 물이 담긴 컵에 넣은 빨대가 휘어져 보이는 것처럼, 별빛이 지구의 대기를 통과할 때 굴절이 일어난다. 또한 지구의 대기는 바람과 같은 공기의 이동에 의해 시시각각 공기 밀도에 변화가 나타난다. 공기 밀도가 바뀌면 빛이 굴절하는 정도도 달라진다. 즉, 별빛이 공기를 통과하는 동안 공기 밀도 변화가 나타나면서 빛이 휘어지는 정도도 계속 변화하는 것이다. 이로 인해 하늘에 보이는 별의 위치가 아주 미세하게 변화를 일으킨다. 물론 변화 폭이 너무 작고 빠르게 변하므로 정확한 위치까지 인식되지는 않지만, 별이 반짝거린다고 느낄 정도로 위치 변화가 나타남은 감지할 수 있다.

반면에 태양이나 달, 목성이나 토성 같은 행성은 이러한 반짝임이 잘 느껴지지 않는다. 이들 역시 공기의 영향을 받기 때문에 별과 마찬가지로 미세한 위치 변화는 나타난다. 하지만 지구와 가까워서 점이 아닌 면으로 보이기 때문에 전체 면적에 비하면 위치 변화가 너무 작아서 차이가 잘 인식되지 않는다.

따라서 맨눈으로 별을 보았을 때 밝은 별이면서도 반짝임이 거의 안느껴진다면 행성일 가능성이 높다. 다만 고도가 낮아서 대기를 통과하는 길이가 너무 길거나, 대기가 불안정해서 공기 밀도 변화가 심하면 행성 역시 반짝이는 것처럼 보일 수는 있어 주의해야 한다.

별을 연구하는 천문학자 입장에서 별의 반짝임은 꽤 불편함을 준다. 별이 흔들릴수록 별에 대한 정밀한 정보를 얻기가 어려워지기 때문이다. 과학자들은 대기의 영향을 조금이라도 덜 받기 위해 높은 산은 물론 남극 한복판에 망원경을 설치하기도 한다.

물론 가장 최적의 장소는 허블 망원경처럼 우주에 직접 망원경을 설치하는 것이다. 우주에 망원경을 설치해 관측하면 별빛이 대기를 통과하지 않으므로 굴절도 일어나지 않는다. 따라서 별도 행성과 마찬가지로 반짝거리는 것처럼 보이는 현상이 나타나지 않는다.


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