별의 겉보기 등급에 대한 갑작스런 의문....

작성자
kkorea1217
작성일
2018-04-15 12:23
조회
1892
별의 밝기중 겉보기 등급이란 것이 있쟎아요..

눈으로 봐서 밝기의 정도에 따라 1등급, 2등급 뭐 이런식으로...

그런데...

곰곰히 생각해보면 사람들 마다 눈의 성능이 달라서..

누구는 어떤별이 밝게도 보이고, 누구는 같은 별이 더 어두워도 보이기도 할테고

같은 별이라도 지역의 기상상태나 광해에 따라 보이는 밝기가 다를거 같은데요....

시리우스는 -1.4등급이고...  천왕성은 5.5등급이고 하는 이렇게 결정하는

어떤 기준이 있는 것인지요???

예를 들면 조명의 경우 LUX라는 단위로 밝기를 정확히 측정할 수 있쟎아요...

그냥 절대등급, 겉보기등급 단순히 외우고 알면 된다 생각했는데

너무 근본적인 질문이 생겨버려서 머리가 아파요...

1. 별의 겉보기 등급은 어떻게 측정하는가?? (어떤 장비로, 어떤 세팅으로, 어떤 하늘환경에서...)

2. 겉보기 등급의 숫자(1등급, 2등급)이라고 하는 그 기준은 측정해서 숫자적으로 어느 정도 밝기들인가?

 
전체 6

  • 2018-04-15 20:37

    일단 머리아파 하실것 없다고 말씀드리고 싶군요. 상식적으로 생각하시면 됩니다. 보이는 밝기의 정도를 정할때 이미 생각해 보셨다 시피 인지능력, 자연조건, 광해 등 요인이 너무나 많죠. 20세기가 되도록 별의 밝기 분류는 오락가락 했습니다. 밝기로 거리를 짐작해 왔는데 그 덕에 우주 크기가 제멋대로 였었구요.

    사진 건판이 사용된 20세기가 되어서야 밝기 등급 메기기가 그나마 믿을만 해 졌고, 1980년대 들어서 광전 센서(조면밝기도 이 센서로 층정합니다), 디지털 사진기에 사용하는 반도체 광전 센서가 정확해 져서야 표준이란게 제정되었습니다.

    허망할지 모르지만 별 밝기는 디지털 사진을 찍어 그림판으로 픽셀 값을 읽습니다. 반도체 광센서도 성능이 제각각인데다 노출시간, 조리개, 렌즈성능에 따라 측정값이 다르죠. 표준별을 정해서 이 별을 찍고 이 센서의 보정곡선을 만들죠. 그리고 대상이되는 별을 찍어 등급을 정하죠.

    사실 등급이라는 숫자는 그냥 분류를 위한 참조 숫자라고 보는게 편리합니다. 별마다 물리적 특성이 다르니 색깔(파장)별로 등급도 다를 수 있습니다. 지구상에서는 기상의 영향을 너무나 많이 받고 대기 자체도 일종의 필터다 보니 별의 원래 밝기라고 할 수 없습니다. 우주로 나가는게 좋겠죠. 결국 1989년에 유럽 우주국(ESA)에서 별의 위치와 밝기 등을 공평하게 측정하기 위해 히파르코스 위성을 올려 정밀측정 대상으로 10만여개, 저정밀 측정으로 백만여개의 별을 분류했습니다.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Hipparcos

    별의 겉보기 등급에 관하여 아래 위키사전을 보세요. 믿을 수 없는 인간의 인지능력에 의존하는 안시등급 이라는 말은 쓰지 않습니다.

    https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B2%89%EB%B3%B4%EA%B8%B0%EB%93%B1%EA%B8%89

    한글 위키사전이 워낙 부실하니 영문을 보면 더욱 좋겠죠.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Apparent_magnitude

    별보기 관측용 광전 계측 시스템,

    https://en.wikipedia.org/wiki/Photometric_system

    별의 밝기 등급을 따질 때 각종 수식이 나오고 지수니 로그니 뭐니 나옵니다. 머리 아푸니 그냥 넘기세요. 혹시 궁급하시면 아래 링크의 후반부에 조금 설명을 붙여 놨습니다.

    http://math-mass-goodkook.blogspot.kr/2017/11/blog-post_58.html

    분류학이 자연과학의 기초가 되죠. 생명과학, 화학에서는 절대적 입니다만 별밝기 등급 분류는 그 시작이 워낙 불안정한 인간의 인지능력에서 시작한 것이라 다른 자연과학의 분류학 처럼 그렇게 중요하지 않습니다.

    그러니 그런갑다~ 하세요. ^^;


    • 2018-04-16 11:52

      ㅎㅎ 천문학이란게 그냥 그렇구나 하고 이해한듯 넘어가면 참 이해하기 좋은 학문인듯 하면서도
      조금만 뒷걸음 쳐서 왜? 하고 물으면.... 너무나 이해가 어려운 듯한....
      그래서 하나하나 더 보고 더 읽을 수록 머리가 아파지고 있어요....

      상세한 답변 감사합니다...
      알려주신 링크들 보고 열심히 공부해보겠습니다......


      • 2018-04-17 14:40

        저도 천문학 전공이 아니라서 단정 하여 말하긴 어렵지만, 천문학이 종합 과학이라고 하잖아요. 그냥 말로 넘어가기 쉽다가도 질문을 하자면 한도 끝도 없더라구요. 과학과 사람들 팟 캐스트에서도 여러번 언급되었지만 '경향성'을 따지는 학문이구요. 현대 관측 천문학이 정밀과학이 됐다고 하지만 오차 단위의 규모가 아주 큽니다. 몇백만~수십억 단위의 규모에서 소수점 몇째자리라 해도 오차의 규모는 수천에 이릅니다. 가보지도 않고 시료채취도 못하면서 모든 과학적 지식을 동원하는 것을 보면 무엇보다도 창의성이 가장 강조되는 분야라는 생각을 합니다.

        제가 궁금했던 것중 하나가 '현대 천체 물리학에서는 왜 그렇게도 거리(우주규모)에 목멧을까?" 였습니다. 답은 좌표계에 있더라구요. 극좌표계로 보면 오직 '거리' 만이 미지수 이니까 그랬겠다 싶습니다. 각도, 색깔 따위는 모두 지구 위치에서 측정 가능합니다. '거리'만 정확하다면 질량, 크기, 밝기, 온도 따위등의 거의 모든 물리량을 (비록 오차 범위는 크지만) 계산해 낼 수 있겠 더라구요. 상대성이론과 우주론을 봐도 맨~ 좌표계의 변환과 미적분이구요. 거리->(미분)->속도->(미분)->가속도 가 되므로 거리만 알면 다 아는 거죠. 적분의 역는 미분이구요. 둥그렇게 휜 것을 표현하기 쉬우라고 벡터를 도입했다 하구요. 중심은 없지만 서로서로 멀어져 가는 팽창을 이해해는데 역시 벡터의 개념이 들어가고 .. 뭐 그렇더군요.


      • 2018-04-17 14:52

        자꾸 강좌 링크만 알려 드리는 것 같아 죄송합니다만, 외국 온라인 대중 강좌(MOOC) 프로그램인 EDx의 호주국립대학 천체물리학 강좌(ANUx Astrophysics)도 유용 했습니다.

        https://www.edx.org/course?search_query=ANUx+Astrophysics

        특히 Cosmology 강좌에서 허블의 팽창하는 우주 그리고 균일 밀도의 발견이 현대 우주론의 신기원이라고 하는 이유와, 구면좌표계, 에너지 보본법칙에서 프리드만 방정식이 어떻게 나왔는지, 의미는 무엇인지 쉽게 설명하고 있습니다. 학문적인 접근이 아니긴 하더라도 궁금증이 확 풀리는 듯이 시원했습니다.


        • 2018-04-19 08:11

          감사합니다...
          봐야할 것이 많아지는 것이 힘든일이긴 하지만...
          뭘 봐야하는지 모르는 것 보다는 훨씬 즐거운 상태입니다... ^^


    • 2018-04-16 11:54

      대충 정리를 해보자면....
      눈으로 보는 것이 아닌...
      반도체광전센서라는 것으로 정확한 수치를 측정하는 것이고....
      또 대기의 영향을 없애기 위해 대기밖에 위성에서 측정을 하여
      표준을 만들어 놓았다로...
      이해하면 되는 것이네요... ^^
      감사합니다.