성간 3D 지도로 별까지의 실제 거리를 어떻게 보나요?
성간 3D 지도는 태양을 가운데 두고 주변 별들을 실제 거리와 방향 그대로 3차원 공간에 배치한 화면입니다. 끌어서 공간을 돌리고 배율 자로 범위를 바꾸며, 별을 누르면 거리와 빛이 도달하는 데 걸린 시간이 카드로 나옵니다. 보고 있는 장면은 브라우저 주소에 담기므로 주소 하나로 다른 사람과 같은 화면을 나눌 수 있습니다.
밤하늘의 점을 실제 공간으로 펼쳐 보는 이유
밤하늘에서는 모든 별이 같은 거리의 둥근 천장에 붙어 있는 것처럼 보입니다. 하지만 실제로는 별마다 거리가 크게 다릅니다. 태양 다음으로 가까운 별인 프록시마 센타우리는 약 4.25광년 떨어져 있고, 밤하늘에서 가장 밝은 별 시리우스는 약 8.6광년, 오리온자리의 붉은 별 베텔게우스는 최근 추정으로 400~550광년쯤 떨어져 있습니다.
같은 별자리 안에서 나란히 보이는 두 별도 공간에서는 수백 광년씩 떨어져 있는 경우가 흔합니다. 성간 3D 지도는 이 거리를 그대로 살려 그리기 때문에, 지구에서 보던 별자리 모양이 다른 각도에서는 흩어져 버리는 모습을 직접 확인할 수 있습니다.
밝게 보이는 별이 꼭 가까운 별은 아니라는 점도 이 지도에서 드러납니다. 프록시마 센타우리는 가장 가까운 별이지만 태양 지름의 7분의 1쯤 되는 작은 적색왜성이라 맨눈으로는 보이지 않습니다. 반대로 베텔게우스는 훨씬 멀리 있지만 워낙 커서 밤하늘에서 손꼽히게 밝습니다.
드래그로 돌리고 배율 자로 범위 바꾸기
화면을 가로로 끌면 공간이 태양을 중심으로 돌고, 세로로 끌면 위나 아래에서 내려다보는 각도로 바뀝니다. 마우스 휠이나 두 손가락 핀치로 확대하고 축소할 수 있습니다. 처음 열면 태양이 가운데 있고, 별을 고르지 않은 상태에서는 늘 태양이 회전의 중심입니다.
화면 아래의 배율 자를 끌어도 범위가 바뀝니다. 자를 오른쪽으로 옮길수록 더 넓은 공간이 한 화면에 들어오고, 가까운 이웃 별 몇 개만 보이던 화면이 수천 광년 범위의 별 무리와 성운으로 넓어집니다. 자 위의 숫자로 지금 화면이 어느 정도 거리를 담고 있는지 읽을 수 있습니다.
하단의 거리 링 칩을 켜면 선택한 천체를 중심으로 거리 링이 그려지고, 한 단계 더 누르면 격자가 더해집니다. 링 사이 간격을 기준 삼아 어느 별이 몇 광년쯤 떨어져 있는지 어림할 수 있습니다.
별을 눌러 카드에서 거리와 빛의 시간 읽기
별을 누르면 그 별이 공간의 중심이 되고, 이후의 회전은 그 별을 축으로 이뤄집니다. 아래쪽 카드에는 이름과 종류, 태양으로부터의 거리, 그리고 그 별의 빛이 지구까지 오는 데 걸린 시간이 나옵니다. 자세히 ▾를 누르면 설명과 수치가 펼쳐집니다.
빛이 걸린 시간은 그 별의 과거를 보고 있다는 뜻이기도 합니다. 시리우스를 고르면 빛 도달 시간이 8년 남짓으로 나오는데, 오늘 밤 보이는 시리우스의 빛이 8년여 전에 그 별을 떠났다는 뜻입니다. 시리우스는 밝은 주성 곁을 백색왜성 동반성이 약 50년 주기로 도는 쌍성이기도 합니다.
골랐던 천체 사이는 왼쪽 아래 ▲▼ 버튼으로 오갈 수 있습니다. 카드의 ✕로 카드를 닫으면 오른쪽 아래에 정보 보기와 ✕가 남고, 그 ✕를 누르거나 빈 공간을 누르면 선택이 풀리면서 태양 중심으로 돌아옵니다.
▶ 시뮬레이터에서 열기 거리 재기와 하늘에서 보기 버튼
카드의 거리 재기를 누르면 태양과 고른 별만 밝게 남고 나머지 별은 흐려집니다. 두 별 사이에 선이 그어져, 수많은 별 사이에서도 그 별이 태양에서 얼마나 떨어져 있는지 한눈에 들어옵니다. 비교 대상은 태양이 아닌 다른 천체로 바꿀 수도 있어서, 예를 들어 두 이웃 별 사이의 거리를 따로 볼 수 있습니다.
하늘에서 보기 버튼은 같은 별을 오늘 밤 하늘(별자리뷰)에서 찾아 줍니다. 3D 지도에서 공간 속 위치를 확인한 별이 실제 밤하늘에서는 어느 별자리 안, 어느 방향에 있는지 바로 이어서 볼 수 있습니다. 별자리뷰의 카드에서 다시 3D 지도로 돌아올 수도 있습니다.
하단 칩과 빛의 속도 여정
하단 칩으로 화면에 그릴 것을 고릅니다. 이름 칩은 0(움직일 때만)부터 3(최대한 많이)까지 이름의 양을 정하고, 심우주 칩은 1단계에서 성운과 성단, 2단계에서 펄서·블랙홀 같은 천체의 방향까지 보여 줍니다. 은하수 칩은 1단계가 직접 그린 띠, 2단계가 파노라마 사진입니다. 별 모양 칩은 실제 빛과 빛살·반짝임 사이에서 바뀝니다.
태양계 구조 칩을 켜면 태양계 바깥 경계를 이루는 구조가 겹쳐 그려집니다. 카이퍼 벨트와 태양권계면, 오르트 구름, 보이저 탐사선의 위치, 그리고 지구에서 보낸 전파가 지금까지 도달한 범위가 표시됩니다. 보이저 1호는 2012년 8월 25일 태양권계면을 넘어 성간 공간에 들어선 첫 탐사선입니다.
오른쪽의 ✈ 버튼에는 빛의 속도로 날아가는 예시 여정이 있습니다. 출발하면 화면 위쪽에 어디에서 어디로 가는지와 도착 예정 시각이 나오고, 지구까지 약 8분, 해왕성까지 약 4시간, 프록시마 센타우리까지 4년 남짓 걸리는 비율이 그대로 재현됩니다. 빛조차 가장 가까운 별까지 몇 년이 걸린다는 사실이 시간으로 체감됩니다.
공전뷰와 오가고, 주소 하나로 장면 나누기
공전뷰에서 해왕성 바깥까지 충분히 축소하면 하단에 성간 지도로 넘어오는 버튼이 나타나고, 확인을 누르면 이 지도로 이어집니다. 태양계 행성들의 움직임을 본 뒤 그 바깥의 별들로 시야를 넓히는 순서로 보면, 행성 사이의 거리와 별 사이의 거리가 얼마나 다른 규모인지 비교하기 쉽습니다.
돋보기를 누르면 이름으로 별·성운·성단을 찾을 수 있습니다. 하나를 고르면 화면이 한 번 물러났다가 그 천체 쪽으로 이동해 다시 확대합니다. 지도 안에서 위치를 잃었을 때도 이름을 넣어 바로 원하는 별로 갈 수 있습니다.
지도를 쓰는 동안 브라우저 주소창의 주소에는 선택한 천체와 같은 현재 상태가 담깁니다. 그래서 주소를 복사해 메신저나 메일로 보내면 받는 사람도 같은 별이 선택된 화면을 그대로 열게 됩니다. 수업이나 모임에서 특정 별의 위치를 함께 짚어 볼 때 이 방법이 가장 간단합니다.
시뮬레이터에서 직접 해 보기
- 프록시마 센타우리 →가장 가까운 별이 선택된 채 태양과 함께 보입니다
- 시리우스까지 거리 →시리우스가 선택되어 거리와 빛 도달 시간이 카드에 나옵니다
- 베텔게우스 찾기 →수백 광년 떨어진 붉은 초거성이 선택됩니다
- 성간 3D 지도 열기 →태양을 가운데 둔 이웃 별들이 열립니다
자주 묻는 질문
- 별을 누르면 화면이 그 별 쪽으로 옮겨 가는 이유는 무엇인가요?
- 고른 천체가 공간의 중심이 되도록 설계되어 있기 때문입니다. 이후의 회전과 거리 링도 그 별을 기준으로 그려지며, 빈 공간을 누르면 다시 태양이 중심이 됩니다.
- 별자리 모양이 3D 지도에서 보이지 않습니다.
- 별자리는 지구에서 볼 때만 성립하는 겉보기 배열입니다. 3D 지도에서 태양 쪽에서 바깥을 보는 방향으로 돌리면 비슷한 배열이 나타나지만, 시점을 조금만 바꿔도 별들이 서로 다른 거리로 흩어집니다.
- 광년과 빛 도달 시간은 같은 숫자인가요?
- 1광년은 빛이 1년 동안 가는 거리이므로, 광년으로 잰 거리는 빛이 걸리는 햇수와 같습니다. 8.6광년 떨어진 시리우스의 빛은 약 8.6년 걸려 도착합니다.
함께 읽으면 좋은 글
- 천체 도감 프록시마 센타우리
- 천체 도감 시리우스
- 천체 도감 베텔게우스
- 가이드 천문단위·광년·파섹은 얼마나 먼 거리인가요?
- 가이드 별의 밝기 ‘등급’은 어떻게 읽나요?