중3 과학 별의 등급- 겉보기, 절대등급
밤에 하늘을 보면 별이 보이죠? 근데, 어떤 별은 밝게 보이지만, 어둡게 보이는 별도 있습니다. 이것은 별마다 가지고 있는 밝기가 다르기 때문이죠.
별의 밝기를 등급이라고 하는데요, 오늘은 등급에 대해서 알아보겠습니다.
< 별의 등급 >
별의 등급을 가장 먼저 적용한 사람은 고대 그리스 천문학자인 히파르코스입니다. 고대 그리스시대와 지금의 기술력을 비교하기에는 힘들겠지만 , 히파르코스는 사람의 눈으로 별의 밝기를 이야기 했는데요, 가장 밝은 별을 1등성, 가장 어두운 별을 6등성이라고 했죠. 지금은 등성보다는 등급을 사용하지만, 비슷한 의미라고 보셔도 상관은 없습니다.
히파르코스는 가장 밝은 별을 1등성, 1등성보다 조금 어두운 별을 2등성.... 이렇게 하여 6등성까지 매겼다고 합니다.
그럼 등성마다 밝기차는 어떻게 될까?? 밝기는 히파르코스가 밝힌 사실은 아니예요. 망원경이 개발되고, 발전하면서 6등성보다 어두운 별이 있다는 것을 알게 되었고, 1등성보다 밝은 별이 있다는 것을 알게 되었죠. 그리고 1등성 별은 6등성보다 약 100배 밝다는 것을 알게 되면서 등급간의 밝기가 계산이 되었습니다. 정확한 계산을 통해서 한 등급간의 밝기는 2.5배가 되었습니다. 그럼 2등급간의 밝기차는 2.5의 제곱배, 3등급간의 밝기차는 2.5의 3제곱배가 되고, 5등급간의 밝기차는 2.5의 5제곱배로 약 100배가 되었죠.
여기서 우리는 2.5의 3제곱배와 2.5의 5제곱배는 알고 있어야 해요. 왜? 2.5의 3제곱배가 약 16배로 4의 제곱, 2.5의 5제곱배는 약 100배로 10의 제곱이죠? 제곱... 바로 거리와 밝기의 관계와 관련이 있습니다.
< 별의 등급 >
별의 밝기는 크게 두가지 나누는데요, 겉보기 등급과 절대 등급입니다. 겉보기 등급은 사람의 눈으로 본 등급으로, 거리에 따라서 다를 수 있다는 단점이 있어요. 겉보기 등급이 작은 별일수록 밝게 보이지만, 실제로 밝은별인지, 아니면 가까워서 밝게 보이는 것인지 알 수 없다는 뜻이죠. 그러면 별의 실제밝기는 어떻게 알 수 있을까요? 바로 모든 별이 한 곳에 위치한다고 가정하고 측정하는 것이죠. 이렇게 측정하는 밝기가 바로 절대 등급입니다. 모든 별이 10pc에 있다고 하고 , 측정한 값으로, 절대 등급이 밝은 별이 실제로 밝은 별이라는 것^^
참고로 등급이 작을수록 밝은별이고, 등급이 클수록 어두운 별입니다.
예를들면 A 와 B라는 별이 있어요. 별 A의 겉보기 등급은 2등급, 절대 등급은 -2등급, 별 B의 겉보기 등급은 -1등급, 절대 등급은 0등급 이라고 했을 때, 두 별은 밝게 보이는 별은 겉보기 등급이 작은 B가 되고, 실제로 밝은 별은 A가 됩니다.
그럼 시험문제에서는 어떻게 출제가 될까요? 등급을 가지고 별의 위치를 물어봅니다.
그림에서 별 A는 지구가 가깝고, 별 B는 지구에서 멀리 떨어져 있죠? 별 A를 보면 지구에서 밝게 보이겠죠? 왜 가까이 있으니까요~~ 근데, 이 별A를 10pc으로 가져가서 A'가 되었을 때 등급은 커지겠죠? 왜 거리가 멀어졌으니까요~ 그럼 A에 있을 때 등급이라고, A'가 되었을 때 등급을 비교하면 A일때 등급이 작습니다. 따라서 겉보기 등급이 절대 등급보다 죽음을 알 수 있고, 겉보기 등급이 절대등급보다 작으면 그 별은 10pc 안쪽에 있는 별이라는 것이죠. 반대로 B는 10pc 뒤쪽에 있으니까, 등급이 크죠? 근데, 이 별을 10pc으로 가져온 B'가 되면 등급은 작아지겠죠? 이번에는 절대 등급이 겉보기 등급보다 작아지게 됩니다. 따라서 겉보기 등급이 절대 등급보다 크면 10pc 밖에 있는 별이죠.
< 문제 >
3개의 별이 있어요. A, B, C의 겉보기 등급과 절대 등급이 다음과 같을 때 물음에 답하시오.
1. 실제로 가장 밝은 별은?
2. 지구에서 가장 가까운 별은?
3. 10pc보다 멀리 있는 별은?
4. 지구에서 가까운 순서대로 나열하시오.
< 정답 >
1. 실제로 가장 밝은 별은 절대 등급이 가장 작은 별을 찾으면 되므로, C가 되죠.
(2. 3, 4) 지구에서 가장 가까운 별은 겉보기 등급이 절대 등급보다 작으면 10pc 안쪽에 있는 별이죠? 이를 이용하여 겉보기 - 절대 < 0 이면10pc 안쪽에, 겉보기 - 절대 > 0 이면 10pc 밖에 있는 별입니다. 그럼 A는 겉보기 등급이 절대 등급보다 작으므로 10pc 안쪽, B는 두 값이 같으므로 10pc에, C는 겉보기 등급이 절대 등급보다 크므로 10pc보다 밖에 있는 별임을 알 수 있죠. 2번은 A, 3번은 C, 4번은 A - B -C가 됩니다.
참고로 겉보기 등급 - 절대 등급을 했을 때 값이 클수록 멀리 있는 벌이고, 값이 작을수록 가까이 있는 별이에요^^