7년만의 북미 개기일식…태양 비밀 밝히러 한국 원정대 출격

2017년 천문연 개기일식 관측단이 미국에서 촬영한 개기일식과 코로나. 천문연 제공

8일(현지시간) 2017년에 이어 7년만에 북미에서 개기일식 현상이 일어난다. 개기일식의 암흑을 경험할 수 있는 시간이 4분이 넘는 이례적인 현상이라 한국천문연구원(천문연) 관측단도 이를 보기 위해 현지로 떠난다. 

천문연은 2일 "개기일식 동안 태양을 관측하기 위해 이번 일식 기간에 미국 텍사스주 람파사스시와 리키시에 두 팀의 관측단을 파견한다"고 밝혔다. 

개기일식이란 달이 태양을 가려 태양 전체가 보이지 않는 현상을 말한다. 일식은 지구가 태양을 공전하고, 달이 지구를 공전하기 때문에 발생하는 현상으로, 지구-달-태양이 일직선으로 놓일 때 발생한다. 태양의 지름은 달의 지름보다 약 400배 크지만 달보다 약 400배 멀리 떨어져 있어, 달과 태양의 겉보기 시직경이 비슷하게 보여 개기일식이 나타난다. 개기일식은 지구의 공전궤도면과 달의 공전궤도면은 약 5도 정도 기울어져 있어 매 합삭(달이 지구와 태양 사이에 오는 시점)때마다 발생하지는 않는다. 보통 4년에 3번 비율로 발생하며 식이 일어나는 지역이 한정되므로 지구상에서 개기일식 현상을 관측하기는 쉽지 않다. 천문연 제공

일식이란 달이 지구와 태양 사이를 지나면서 태양을 가리는 현상으로 태양의 전체를 가리면 개기일식이다. 이번 일식은 멕시코, 미국을 지나 캐나다 동부를 가로지르며 일어나지만 국내에서는 관측할 수 없다. 람파사스시 기준으로는 8일 오후 12시 18분부터 오후 2시 58분까지 2시간 40분간 진행된다. 태양이 완전히 가리는 개기식 기간은 4분 26초이다. 국내 시간으로는 9일 오전 2시 18분~4시 58분이다. 

개기일식은 지상에서 태양 코로나를 연구할 수 있는 유일한 기회다. 평소 태양의 밝은 광구 때문에 관측이 불가능한 대기층을 선명하게 볼 수 있기 때문이다. 태양 연구에서 가장 대표적인 난제는 코로나 온도 가열과 태양풍 가속의 원리이다. 태양은 중심에서 바깥쪽으로 나아갈수록 온도가 낮아지지만 바깥 대기 부분인 코로나에서는 오히려 수백만 도까지 가열된다. 또한 태양 표면에서 초속 수십 km 정도의 태양풍이 코로나를 지나 지구 근처에서는 초속 수백 km로 가속된다.

이런 태양의 비밀을 밝히기 위해 천문연은 두 팀의 관측단을 미국으로 보낸다. 개기일식 때 관측이 가능한 태양의 바깥 대기 부분인 '코로나'를 연구하고 미국항공우주국(NASA)와 공동으로 개발한 국제우주정거장용 코로나그래프(CODEX)의 핵심 연구를 위한 마지막 지상 관측을 수행하기 위함이다. 코로나그래프란 인공적으로 태양 원반을 가려 개기일식처럼 관측할 수 있는 특수한 망원경 장치다. 

CODEX는 천문연이 NASA와 공동으로 개발해 세계 최초로 우주 공간에서 태양 코로나의 온도와 속도를 동시에 관측해 2차원 영상으로 구현할 수 있도록 고안된 코로나그래프다. 두 기관은 올해 9월 CODEX를 우주정거장에 설치하기 위해 마무리 작업을 하고 있다. CODEX는 태양 반경 3~8배 영역의 태양 코로나에 대한 필터 관측을 통해 전자의 온도와 속도를 측정할 수 있다. 

천문연 두 관측단은 이번 일식 기간에 CODEX의 핵심 기술인 편광카메라와 새로운 편분광장비를 활용해 낮은 코로나 영역의 관측을 시도한다. 기상 악화에 따른 관측 실패 위험을 줄이기 위해 약 200km 떨어진 두 곳에서 관측을 진행한다. 개기일식을 통해 코로나의 편광정보에 대한 기본 지식을 증진하고 우주에서의 CODEX 자료해석을 위한 기초자료를 확보하는 것을 목표로 한다. 

코로나그래프 개발 NASA 현장 사진. 천문연 제공

CODEX 개발 책임자인 김연한 천문연 우주과학본부 책임연구원은 “개기일식 동안 새로운 관측기법과 새로운 관측기를 시험하는 것은 우주에 관측기를 올리기 전에 시험하는 필수 과정이며 국내에 우주항공청이 설립돼 본격적으로 우주탐사를 대비하는 데 있어 과학 기술적 의미가 크다”고 밝혔다.

다음 개기일식은 국내 시각으로 13일인 2026년 8월 12일 아이슬란드와 스페인을 통과할 예정이다. 한반도에서 볼 수 있는 개기일식은 2035년 9월 2일 오전 9시 40분경 북한 평양 지역, 강원도 고성 등 일부 지역에서 볼 수 있으며 서울의 경우 부분일식으로 관측 가능하다. 

[이채린 기자 rini113@donga.com]