태양면을 통과 하는 금성

그 당시 태양에서 금성까지의 거리를 측정하는 유일한 방법은 드물게 일어나는 금성의 태양면 통과를 이용하는 것뿐이었습니다. 금성이 지구보다 태양 가까이가 있으기 때문에 지구에서 볼 때 금성이 태양면을 통과하는 것처럼 보입니다. 이때도 시차가 핵심 할일을 합니다.

태양면을 통과 하는 금성

태양면을 통과 하는 금성

이때에는 금성이 가까이가 있는 천체이고, 태양이 멀리 있는 배경 천체다. 금성의 태양면 통과를 지구의 두 다른 지점에서 관측하다 보면 태양면 통과가 시작되는 시간과 끝나는 시간이 약간 다르게 측정돼요. 두 관측 지점 사이의 거리를 알면 시차를 이용하여 금성까지의 거리를 알 수 있습니다. 즉 천문단위의 길이도 알 수 있습니다.

두 번의 금성의 태양면 통과는 대략 8년 간격으로 일어나지만 두 번의 태양면 통과가 일어난 후 다음 두 번의 태양면 통과가 일어날 때까지는 100년 기다려야 합니다. 최근의 금성의 태양면 통과는 2012년에 있었던 금성의 태양면 통과 때 금성이 태양의 우측 위쪽에 작은 점으로 보이고 있습니다.

따라서 다음번 금성의 태양면 통과는 2117 년 이전에는 일어나지 않을 것입니다. 1627년에 케플러는 자신이 발견한 행성 운동 법칙을 이용하여 1631년에 일어날 금성의 태양면 통과를 예측했습니다. 그러나 이 태양면 통과는 유럽에서 관측할 수 없었기 때문에 기록에는 남아 있지 않습니다.

다행히 이 태양면 통과는 두 번의 태양면 통과 중 첫 번여서 1639년의 태양면 통과까지는 오래 기다리지 않아도 되었습니다. 1639년 12월 4일 영국 천문학자 제러마이어 호록스 Jeremiah Horrocks는 금성의 태양면 통과를 관측하고 기록을 남긴 두 사람 중 한 가지였습니다.

호록스는 자신의 관측 자료를 이용하여 태양에서 지구까지의 거리가 약 95,600,000km는 결과를 얻었습니다. 이것은 현재 우리가 알고 있는 값의 약 3분의 1에 해당합니다.

태양면 통과를 이용하여 별들까지의 거리를 측정하는 데 바탕이 되는 천문단위의 길이를 정확히 아는 것이 매우 주요한 문제였으기 그리하여 18세기와 19세기에는 천문학자들이 전 세계에 흩어져 이 현상을 측정했습니다. HMS 엔데버호로 항해한 제임스 쿡 James Cook 선장의 가장 주요한 임무는 1769 년에 있었던 금성의 태양면 통과를 타히티에서 관측하는 것이었습니다.

1770년 4월에 쿡 선장과 선원들은 오스트레일리아에 발을 디딘 첫 번째 유럽인들이 되었습니다. 프랑스의 천문학자 제롬 랄랑드 Jerome Lalande는 1761년과 1769년에 있었던 금성의 태양면 통과 관측 자료를 이용하여 천문단위 길이가 1억 5300만 km라는 결과를 내놓았습니다. 이것은 현재 우리가 알고 있는 값과 2% 정도의 오차가 납니다.

다른 천문학자들도 비슷한 값을 얻었다. 그리고 1874년과 1882년에 있었던 금성의 태양면 통과를 이용해 더 정확한 값이 계산되었습니다. 2012년에 있었던 금성의 태양면 통과 관측 자료를 이용한 결과는 0.007% 오차 내로 값이 좁혀졌습니다.

그러나 현대에는 시차 이용보다 더 정확한 값을 알아낼 수 있는 새로운 방법을 사용합니다. 예를 들면 금성을 향해 전자기파를 발사하고 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 이 방법을 이용하다 보면 천문단위 길이를 30m 오차 이내로 정확하게 측정할 수 있습니다.

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