우리 학교는 SAF라는 축제가 있다. 봄에 하는 축제로, 글을 쓰는 시점 기준 이틀 전에 끝났다. 1 박 2 일 남짓 되는 시간 동안 여러 행사, 부스, 공연 등이 열린다. 필자는 그 중 '별빛 축제' 라는 행사의 도우미를 했었다. 한국과학영재학교의 천문대는 원형 돔과 슬라이딩 돔으로 이루어져 있는데, 이 중 슬라이딩 돔에서의 천체 해설 및 관측을 담당했다. 그래서 하나의 천체에 대해 조사하고 관측하는 것을 연습하여 축제 때 사람들에게 선보이는 것이다. 처음 맡았던 천체는 M51이다. 그러나 굴절 망원경과 반사 망원경의 이점 차이로 M3를 맡게 되었다. 이 글은 M51과 M3에 대한 설명과 실제로 관측하면서 느낀 점에 대한 기록이다.(이 글은 별빛축제의 대본을 참고하였으며, 만약 오류가 있다면 댓글로 남겨주시길 바랍니다. 일정 확률로 수정이 될 겁니다.)

M51

M51은 대표적인 정면 나선은하이고, 두 은하가 상호작용하여 이루는 은하로도 잘 알려져 있다. 지구로부터 약 3천만 광년 떨어져 있으며 지름은 6만 광년으로 우리은하의 절반 정도이다. 나선은하인 M51a와 막대나선은하인 M51b가 얽힌 모습이며 M51은 보통 중심의 밝은 M51a를 말한다. M51은 한국에서는 아빠와 아들 같다 하여 부자은하로 불리며, 영미권에선 소용돌이 은하라 불린다.

샤를 메시에가 처음 이 은하를 발견했을 때는 중심의 밝은 핵 하나만 봤다고 한다. 나중에 그의 친구였던 메쉥이 두 은하를 모두 확인했다. 그 뒤 존 허셜이 나선팔의 모습을, 로스 백작이 둘의 상호작용하는 모습을 관측하며 우리가 아는 m51의 모습이 밝혀지게 된다.
두 은하의 충돌은 약 3~5억년 전에 일어났으며, 미래에는 우리은하와 안드로메다은하와 같이 하나의 은하로 합쳐질 것으로 추정된다.

사실 이 은하는 밝기가 8.5 등급이라 실질적으로 맨눈 관측을 하는 것은 불가능하고 망원경으로 관측하더라도 잘 보이지는 않았던 것으로 기억한다.

M3

이 천체가 나와 다른 친구인 강우가 실제로 발표한 천체로, 많이 관측한 성단이라 개인적으로 애정을 좀 가진다.

M3, 또는 메시에 3은 사냥개자리에서 약 34 000 광년 떨어져 있는 거대한 구상성단이다. 이 성단은 망원경 없이 거의 보이지 않지만, 쌍안경만 있어도 희미한 솜뭉치처럼 확인할 수 있으며 밝기는 6.2 등급이다. 전체 지름은 하늘에서 달의 절반 정도인 18 분각(또는 0.3도)이며, 실제 구경는 약 180 광년이다. 안쪽에는 무려 50 만 개의 별이 구모양으로 빼곡히 모여 있다

봄철 하늘에서 M3의 위치는 목동자리 아크투루스(목자자리 알파별)와 사냥개자리 코르 카롤리(사냥개자리 알파별)를 잇는 선의 중간 부근이다.

M3의 RR Lyrae형 변광성은 ‘우주 거리계’의 표준 촛불로서 이용된다고 한다. 이 별들은 고정된 밝기‑주기 관계를 가져서, 밝기 변화 주기를 측정하면 진짜 밝기를 알 수 있고, 겉보기 발기와의 차이를 통해 거리를 구할 수 있다. 덕분에 천문학자들은 변광성을 활용해 우리 은하와 가까운 은하까지의 거리를 정밀하게 측정한다.

사실 이 천체는 구상 성단이지만 워낙 멀리 떨어져 있고, 밝기도 좀 어두운 편이라서 학교 망원경으로도 잘 안 보였다.

그래서 아주 맑은 날의 밤이 아니라면 사실 주변 시야로만 관측이 가능할 정도이다.

결론

별빛 축제를 하면서 천체를 보고, 망원경 다루는 법을 배우면서 많은 것을 배웠다.
이후 가을 축제인 SAC에서도 별빛축제 도우미를 하고 싶다.
천문에 관심을 가지면 밤하늘이 다르게 보인다는 것을 알게 된 뜻 깊은 경험이었다.