달의 위상은 왜 바뀌고, 언제 관측하면 좋을까?
달의 위상은 태양 빛을 받는 달의 반쪽 가운데 지구에서 보이는 부분이 날마다 달라져서 생깁니다. 삭에서 다시 삭으로 돌아오는 데 평균 29.5일이 걸리고, 위상에 따라 달이 뜨고 지는 시각도 하루 약 50분씩 늦어집니다. 달 표면을 자세히 보려면 반달 무렵이, 어두운 별을 보려면 그믐에서 초승 사이가 알맞습니다.
달은 언제나 반쪽만 빛난다
달은 스스로 빛을 내지 않고 햇빛을 반사합니다. 그래서 달도 지구처럼 늘 태양을 향한 반구는 낮, 반대쪽 반구는 밤입니다. 우리가 보는 위상은 이 밝은 반구를 어느 각도에서 보느냐에 따라 정해집니다. 공 하나를 들고 전등 둘레를 돌며 공을 바라보면 밝은 부분이 가늘어졌다 넓어지는 것과 같은 원리입니다. 달이 지구를 도는 동안 태양·지구·달이 이루는 각도가 날마다 바뀌고, 그 각도가 곧 위상이 됩니다.
달이 태양과 같은 방향에 있으면 밝은 면이 지구 반대쪽을 향해 거의 보이지 않는데, 이때를 삭이라고 합니다. 달이 태양 반대편으로 가면 밝은 면 전체가 지구를 향해 보름달이 됩니다. 그 사이에 초승달, 상현달, 차가는 달, 기우는 달, 하현달, 그믐달이 차례로 이어져 모두 여덟 단계로 나눕니다. 지구 그림자가 위상을 만든다고 오해하기 쉽지만, 지구 그림자가 달을 가리는 일은 월식 때뿐입니다. 위상은 그림자가 아니라 보는 각도의 문제입니다.
▶ 시뮬레이터에서 열기 삭망월이 공전 주기보다 이틀 긴 까닭
달이 별을 기준으로 지구를 한 바퀴 도는 데는 약 27.3일(항성월)이 걸립니다. 그런데 위상이 한 바퀴 도는 삭망월은 평균 29일 12시간 44분, 약 29.5일로 이틀 남짓 깁니다. 같은 달을 두고 주기가 두 가지인 것은 무엇을 기준으로 한 바퀴를 세느냐가 다르기 때문입니다. 별을 기준으로 하면 항성월, 태양을 기준으로 하면 삭망월입니다.
차이가 생기는 이유는 그동안 지구도 태양 둘레를 돌기 때문입니다. 달이 별 기준으로 제자리에 돌아와도 태양의 방향은 이미 조금 옮겨 가 있어서, 달이 다시 태양과 같은 방향에 오려면 더 돌아야 합니다. 음력의 한 달이 29일이나 30일인 것도 이 삭망월에 맞췄기 때문입니다. 설날과 추석이 해마다 양력 날짜가 바뀌는 것도 음력이 삭망월을 따르기 때문입니다.
위상별로 뜨고 지는 시각이 정해져 있다
달은 하루에 약 12°씩 공전 궤도를 따라 동쪽으로 움직여서, 매일 평균 50분쯤 늦게 뜹니다. 지구가 한 시간에 15°씩 자전하므로, 12°를 따라잡는 데 50분 가까이 더 걸리는 셈입니다. 그래서 위상과 뜨는 시각은 짝을 이룹니다. 해가 오전 6시에 뜨고 오후 6시에 진다고 단순화하면, 삭은 아침 6시쯤 해와 함께 떠서 낮 동안 하늘에 있다가 해와 함께 집니다.
상현달은 정오 무렵 떠서 해 질 녘 남쪽 하늘에 높이 걸리고 자정쯤 집니다. 보름달은 해가 질 때 동쪽에서 떠 자정에 가장 높고 새벽에 집니다. 하현달은 자정 무렵 떠 아침에 남쪽 하늘에 있다가 정오쯤 집니다. 실제 시각은 계절과 위치에 따라 한두 시간씩 달라지지만, 저녁 서쪽 하늘의 가는 달은 초승달, 새벽 동쪽 하늘의 가는 달은 그믐달이라는 규칙은 늘 맞습니다. 보름달이 밤새 보이는 것은 태양 정반대편에 있어서 해가 지평선 아래에 있는 동안 내내 지평선 위에 있기 때문입니다.
반달 무렵 명암 경계선에서 크레이터가 선명하다
달의 밝은 면과 어두운 면을 가르는 선을 명암 경계선이라고 합니다. 이 선 근처는 달 표면에서 해가 막 뜨거나 지는 곳이어서 빛이 낮게 비스듬히 들어옵니다. 그래서 크레이터와 산의 그림자가 길게 늘어져 지형이 입체적으로 드러납니다. 지구에서 해가 낮을 때 그림자가 길어지는 것과 같은 원리입니다.
반대로 보름달은 햇빛이 정면에서 비춰 그림자가 거의 없어 표면이 납작하게 보입니다. 쌍안경이나 작은 망원경으로 달을 본다면 초승달 며칠 뒤부터 상현 전후, 또는 하현 무렵이 좋습니다. 경계선은 날마다 조금씩 옮겨 가므로 같은 크레이터도 며칠 간격으로 다르게 보입니다.
초승달이나 그믐달일 때는 어두운 부분이 희미하게 보이기도 합니다. 지구가 반사한 햇빛이 달의 밤 쪽을 비추는 지구조라는 현상으로, 해가 진 뒤의 초승달이나 해 뜨기 전의 그믐달에서 잘 보입니다. 달에서 보면 이때 지구는 거의 꽉 찬 모습이어서, 달의 밤 쪽에 비치는 빛이 꽤 밝습니다.
별보기 계획은 달빛을 피해서
보름달은 밤새 하늘에 떠 있고 햇빛을 강하게 반사해 어두운 별을 대부분 가립니다. 달빛은 대기에 퍼져 하늘 바탕 전체를 밝히기 때문에, 달에서 멀리 떨어진 하늘도 어두운 별이 잘 보이지 않습니다. 은하수나 안드로메다은하처럼 희미한 대상을 보려면 달이 없는 밤을 골라야 합니다. 반대로 밝은 행성이나 1등성은 보름 무렵에도 충분히 보입니다.
가장 좋은 때는 삭 전후 며칠입니다. 초승달은 해가 진 뒤 서쪽 하늘에 잠깐 머물다 곧 지기 때문에 밤이 깊어지면 하늘이 충분히 어두워집니다. 하현달은 자정 무렵에야 뜨므로 그 무렵에는 초저녁이 어둡고, 상현을 지난 달은 저녁 하늘을 밝히다가 자정 뒤에 집니다. 일정이 정해져 있다면 달이 뜨고 지는 시각을 먼저 보고, 달이 지평선 아래에 있는 시간대를 고르면 됩니다. 달이 낮게 떠 있을 때도 달 반대쪽 하늘은 비교적 어두우므로, 관측 대상이 달과 멀리 떨어져 있는지도 함께 따져 볼 만합니다.
반구에 따라 달의 밝은 쪽이 바뀐다
한국에서는 상현달의 오른쪽이, 하현달의 왼쪽이 밝습니다. 초승달이 점점 오른쪽부터 차오르고, 보름을 지나면 오른쪽부터 이지러져 왼쪽만 남는 셈입니다. 이 규칙은 북반구 중위도 어디서나 같습니다. 남반구에서는 하늘을 거꾸로 서서 보는 것과 같아서 좌우가 반대로, 차오르는 달의 왼쪽이 밝게 보입니다.
적도 가까이에서는 초승달이 옆으로 누워 양쪽 뿔이 위를 향한 모양으로 보이기도 합니다. 위상 자체는 지구 어디서나 같은 날 같지만, 달의 기울기와 밝은 쪽 방향은 관측 위치에 따라 달라집니다. 같은 날 같은 시각에 시드니에서 찍은 달 사진을 보면 서울에서 본 모습을 위아래로 뒤집은 것처럼 보입니다. 어느 경우든 달의 밝은 쪽은 늘 지평선 아래나 위에 있는 태양을 가리킵니다.
시뮬레이터에서 직접 해 보기
- 오늘 밤 달 보기 →달을 고르면 카드에 위상과 뜨는 시각·남중·지는 시각이 표시됩니다.
- 달 없는 시간대 찾기 →시각을 앞뒤로 옮기며 달이 지평선 아래로 내려가는 때를 볼 수 있습니다.
- 공전뷰에서 지구 따라가기 →지구와 태양의 배치가 날마다 바뀌는 모습이 보입니다.
자주 묻는 질문
- 낮에도 달이 보이는 이유는 무엇인가요?
- 달은 위상에 따라 낮 시간에도 지평선 위에 있습니다. 상현달은 오후 하늘에, 하현달은 오전 하늘에 떠 있어 맑은 날이면 파란 하늘에서도 잘 보입니다.
- 달은 왜 늘 같은 면만 보이나요?
- 달은 지구를 한 바퀴 도는 동안 자기 축으로도 한 바퀴 돌기 때문입니다. 이를 동주기 자전이라고 하며, 그 결과 지구에서는 달의 한쪽 면만 보입니다.
- 보름달은 왜 매달 월식이 되지 않나요?
- 달의 공전 궤도는 지구 궤도면에 약 5.1° 기울어 있어서 보름달 대부분은 지구 그림자의 위나 아래를 지나갑니다. 보름이 궤도면이 만나는 지점 근처에서 일어날 때만 월식이 됩니다.
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