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별보기/별보는 이야기

천체관측에 필요한 7가지 도구와 하늘의 움직임Ⅱ

ⅴ.집광력과 극한 등급
  집광력은 육안에 비해 망원경이 모을 수 있는 능력을 말하는데, 빛의 양으로 표시한다. 이것은 구경의 제곱에 비례하므로 두말할 필요도 없이 렌즈가 클수록 커진다.

  예를 들어 구경 50mm의 망원경은 구경 7mm인 육안의 집광력보다

50² / 7² ≒ 51

약 51배의 집광력을 가지게 된다.

  집광력이 커지면 당연히 어두운 별도 잘 보인다. 망원경으로 볼 수 있는 가장 어두운 등급을 극한 등급이라고 한다. 육안의 극한 등급은 6등급이기 때문에 집광력이 육안의 2.5배(주* 1등급 차이는 2.5배의 밝기 차이가 난다)라면. 그 망원경의 극한 등급은 7등급이 된다.

  대물 렌즈의 구경을 Dmm라고 하면, 극한 등급 M은 다음과 같이 구할 수 있다.

M = 1.77 + 5 log D

예를 들어 구경 5cm의 극한 등급을 구해보면

M = 1.77 + 5 log 50

             = 1.77 + 8.495 = 10.265

로 약 10.3등급이 된다.

  이 식에서 구햊진 극한 등급의 값은 대기가 맑을 때의 경우로 밝은 도심지나 달빛이 있을 경우에는 차이가 많다.

  또한 성운, 성단이나 혜성과 같이 면적이 큰 천체의 경우는 상헝과 같은 점광원이 아니기 때문에 이 수치와 같은 등급으로 관측된다고 말하기 어렵다. 그러므로 '극한등급이 10.3등급이기 때문에 10등급의 성운은 반드시 보일 것이다'라고 생각하면 안된다. 10등급의 항성과 성운을 비교할 때, 항성은 볼 수 있지만 성운은 넓은 범위로 퍼져 있어 각 부분의 광도가 낮아지기 때문에 잘 보이지 않는다.

ⅵ.분해능
  접근한 물체를 어디까지 식별할 수 있는가를 분해능이라고 한다. 예를 들어 나란히 달리는 두 대의 자동차가 직선 도로에서 같은 속도로 멀어져 간다면, 처음에는 두 대의 자동차라는 것을 알 수 있지만 나중에는 자동차가 두대인지 한대인지를 알 수 없을 정도까지 멀어져 간다. 분해능은 바로 이 능력의 한계를 말하며, 각도로 표시한다.

  육안의 분해능은 약 1'(분)으로 알려져 있다. 그런데 영국의 천문가 도즈는 구경 1인치의 망원경은 같은 광도의 쌍성인 경우, 각거리 4.52초까지 분리할 수 있다는 경험값을 내놓았다. 이것은 계산상 1mm당 116초가 된다.

  따라서 대물렌즈의 구경을 D라고 한다면 분해능 θ는 다음의 식으로 구할 수 있다.

θ = 116''(초) / D

이것을 도즈의 한계라고 한다. 이 식으로 구경 5cm의 분해능을 구하면

θ = 116'' / 50

= 2''.32

즉 2.32초라는 것을 알수 있다.

ⅶ.마운팅은 흔들림이 없는 것으로
  광학 기계만을 보더라도 광학 기계를 지탱하는 마운팅이 단단히 고정되어 있지 않으면 그 망원경의 가치는 제로에 가깝다고 할 수 있다. 한마디로 무용지물이 된다. 망원경을 선택할 때의 요령은 삼각대를 포함한 마운팅이 안정적인 것을 골라야 한다.

  마운팅에는 수평과 수직 양방향으로 움직이도록 하는 경위대와, 지구의 자전축(지축)과 평행한 극축(적경축)과 극축에 직각인 정위축을 따라 움직이는 적도의가 있다.

  적도의는 순수한 천문용 마운팅으로 극축을 하늘의 북극(북극성으로부터 1˚미만에 있다)에 맞추어 놓으면, 별이 포착된 후에는 극축을 별의 일주 운동에 따라 회전시키기만 하면 별을 추적할 수 있다. 익숙해지면 매우 편리하지만 야외로 나갈 때마다극축을 정확히 하늘의 북극에 맞추어야 하는 불편함이 있다. 자칫하면 경위대와 마찬가지로 사용하기 불편해질 수 있다.

  이에 비해 경위대는 별을 추적하기 위해 양방향의 회전축을 계속해서 돌려야 하지만, 가볍고 이동하기 편리하며 설치도 자유로워 초보자에게 안성맞춤이다. 또한 관측의 프로라 하더라도 밤하늘의 어떤 방향으로든 자유자재로 돌릴 수 있다는 것은 큰 매력이다.
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