3일 밤 붉은 달 '개기월식'…지구가 '외계행성'이 되는 마법

전영범 천문연 책임연구원이 2025년 9월 8일 촬영한 개기월식 모습. 천문연 제공.

3일 저녁 개기월식이 일어나며 지구 그림자에 가린 붉은 달이 떠오른다. 음력 1월 15일 정월대보름에 개기월식이 나타나는 것은 1990년 2월 10일 이후 36년 만이다. 

3일 한국천문연구원(천문연)에 따르면 18시 49분 달이 지구 본그림자에 일부 들어가면서 부분식이 시작된다. 20시 4분 달 전체가 본그림자에 들어가 개기식에 들어선다. 최대식은 20시 33분이며 21시 3분 개기식이 끝난다. 개기식이 이어지는 약 1시간 동안 달은 평소보다 어둡고 붉게 보인다.

달이 붉게 물드는 까닭은 지구 대기를 통과한 태양빛이 산란되기 때문이다. 파장이 짧은 푸른빛은 흩어지고 붉은빛이 상대적으로 많이 남는다. 이 빛에는 지구 대기 정보가 담겨 있다. 분광 관측을 통해 오존·수증기·이산화질소 등 대기 성분을 확인할 수 있다.

개기월식은 지구를 외계행성처럼 관측하는 기회이기도 하다. 외계행성이 별 앞을 지날 때처럼 태양빛이 지구 대기를 통과해 달에 도달하기 때문이다. 천문학자들은 이런 ‘통과 분광’ 상황을 활용해 외계행성 대기에서 생명 지표 기체를 탐지하는 방법을 점검한다.

2019년 1월 20~21일 개기월식에서는 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 연구진이 허블우주망원경 영상분광기(STIS)로 지구 통과 빛을 분석했다. 가시광 영역에서는 오존 신호를 확인했지만 근자외선에서는 뚜렷한 특징을 확보하지 못했다.

오존은 산소와 밀접하게 연결된 기체로 외계행성에서 생명 활동을 추정할 수 있는 주요 지표로 꼽힌다. 생명 지표 기체 탐지에는 정밀한 파장 선택과 관측 설계가 필요함을 보여준 결과다. 연구 결과는 2020년 국제학술지 ‘천문학 저널(The Astronomical Journal)’에 실렸다.

2023년 국제학술지 ‘네이처’에는 중세 수도사들의 월식 기록을 활용해 12~13세기 대형 화산 폭발 시점을 복원한 연구가 게재됐다. 마르쿠스 스토펠 스위스 제네바대 환경과학연구소 교수 연구팀은 1100~1300년 월식 기록을 분석해 평소보다 유난히 어두운 개기월식이 화산 폭발 3~20개월 뒤 나타난다는 사실을 확인했다. 분출된 이산화황이 성층권 에어로졸을 형성해 달빛을 약화시키기 때문이다. 나이테와 빙하 코어 자료도 이런 분석을 뒷받침했다.

전영범 천문연 책임연구원은 “월식은 달이 지구 그림자에 들어가는 현상으로 천문학 연구 대상으로는 활용 범위가 비교적 제한적”이라고 말했다. 다만 “향후 달에 망원경을 설치하면 지구가 태양을 가리는 장면을 활용한 관측 가능성이 열릴 수 있다”고 덧붙였다. 달에서 보면 지구가 태양빛을 가려 강한 빛을 직접 보지 않고 태양 주변을 관측할 수 있다는 의미다. 실제 적용 범위와 관측 정밀도는 추가 검토가 필요하다고 설명했다.

<참고자료>
doi.org/10.3847/1538-3881/aba0b4  
nature.com/articles/s41586-023-05751-z 

[조가현 기자 gahyun@donga.com]