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개기일식, 월식
지구는 태양 주위를 돌고 달은 지구 주위를 돈다. 그러나 때로는 해와 달과 지구가 수평으로 일직선을 이루며 달의 그림자가 해를 가린다. 지구의 관점에서 태양은 일식이라고 불리는 그늘진 지역에서 달에 숨어 있는 것을 볼 수 있다. 달이 태양을 완전히 막으면 개기일식이라고 하는데 낮인데도 밤처럼 어두워진다. 달이 태양을 완전히 가리지 못하고, 태양의 일부만 덮고 있는 것을 부분일식이라고 하며, 달은 태양 가장자리만 덮고 있으면 매우 드문 금환일식이라고 한다.
일식이 일어나는 짧은 기간 동안이라도 지구환경에 미치는 영향은 엄청나다. 태양이 달에 가려 사라지자마자 지구의 기온이 낮아지는 것을 일반 사람이 느낄 수 있다. 통상 개기일식이 발생하면 5~10℃의 온도차가 달라진다. 또한 해가 완전히 가려지면 태양의 빛이 완전히 사라지고 낮에도 밤처럼 어두워지며, 닭, 개 등 가축이 짖는 소리가 들릴 수도 있다.
월식이 진행되는 동안 지구 표면에서는 달의 그림자가 서쪽에서 동쪽으로 이동하고, 지구 관찰자의 관점에서 월식이 진행되는 동안 태양은 오른쪽에서 사라진다.
진행조건
1. 달의 끝과 태양의 끝이 정확히 겹치기 시작할 때. 그러고 나서 일식이 시작된다.
2. 달과 태양이 정확히 겹쳐져 서로 위에 있고 검은 틀만 희미하게 빛난다.
3. 개기 일식: 태양이 달에 의해 완전히 가려지는 는 지점, 그리고 개기 일식 과정의 맨 위에 있는 지점. 태양의 코로나만 관측된다.
4. 달의 그림자가 관찰자를 떠나기 시작하면 태양의 서쪽 표면으로부터 밝은 빛을 내기 시작한다.
5. 태양을 가리는 달의 끝은 태양의 끝과 정확히 같으며, 태양 표면의 엄폐가 끝이 끝난다.
1919년 5월 29일 개기일식 중 영국 천문학자 오토 우르 에딩턴이 이끄는 탐사팀은 알버트 아인슈타인의 일반상대성이론이 일식 순간 취해진 황소자리에 있는 별의 경우 중력렌즈 효과를 평소보다 정확하게 예측했다는 것을 증명했다. 아인슈타인은 뉴턴의 고전적 역학을 바탕으로 1804년 헨리 카벤디쉬와 요한 게오르크 폰 솔드너가 예측한 가치의 절반을 추정했지만, 그 결과 일반 상대성 이론이 태양의 중력을 더 정확하게 설명했다는 것을 증명했다. 그 결과는 1922년 릭 천문대, 1953년 요크 천문대, 1973년 텍사스 대학교 과학자들을 포함해 여러 차례 검증되었다.
우리나라의 개기 일식
1887년 8월 19일 함경북도 최북단, 조선왕조 24년에 개기일식이었고, 대한민국에서는 조선 철종 3년인 1852년 12월 11일 에 가장 최근의 개기일식이 일어났다. 1948년 5월 9일 금환식이 있었지만 최대 식분은 99.99%로 개기일식처럼 보였을 수도 있다. 그래서 한국은 130년 동안 개기일식을, 70년 동안 환형 일식이 없었다.
21세기 한반도에서 관측할 수 있는 개기일식은 2035년 9월 2일, 2063년 8월 24일에 각각, 2041년 10월 25일과 2095년 11월 27일에 각각 개기일식이 열린다. 2035년 개기일식은 원산 평양 등 북한에서만 관측할 수 있으며 강원도 고성군 고진우 북쪽 1분 35초간 관측할 수 있다. 2063년 일식은 함경북도 최북단에서만 관측할 수 있다. 금환식은 2041년 에 함흥지역과 독도의 인근 지역에서 10월 25일에 발생된다.
개기월식
해, 지구, 달이 차례로 줄지어 서 있을 수을 때도 있다. 바로 월식이다. 이럴 때는 지구의 그림자로 인해 달이 보이지 않거나 흐릿해진다. 달은 스스로 빛을 발산할 수 없기 때문에 지구가 태양이 보내는 빛을 차단할 때 달에는 어두운 그림자가 나타난다. 이것은 월식이다. 월식이 있을 때 달은 창백하고 잿빛이다. 이 현상은 하루에 두세 번 발생하며 지구의 밤 어디에서나 볼 수 있다. 월식은 달 전체를 감춘 개기월식과 달의 일부를 감춘 부분월식으로도 나뉜다.
달은 일식과 달리 지구의 대기에서 발생하는 빛 때문에 어둡고 약간 붉게 변한다. 보통 월식의 총 지속시간은 약 3.5시간이다. 월식 장면을 본 사람은 많지 않다. 월식인지, 달이 언제 지는지도 모른 채 지나가는 경우가 많기 때문이다. 월식은 천문학 연구에 매우 중요하다. 월식 때는 일사량이 차단돼 달 물질의 반응을 연구할 수 있을 뿐만 아니라 달 토양의 성분과 열전도율도 분석할 수 있기 때문이다.
월식은 보름에만 만 가능하다. 다만 매달 15일 보름에만 일어나는 것은 아니다. 달의 궤도 표면인 백 도면이 지구의 궤도 표면인 황도면까지 5mm 정도 기울어져 있기 때문에 태양과 지구, 달이 일직선으로 놓일 가능성이 적기 때문이다. 백 도면과 황도면이 교차하는 교차로에는 두 개가 있지만 해가 이들 교차로 근처에 있으면 월식과 일식이 일어난다. 이럴 때일수록 '식의 계절'이라고 불리며 보통 1년에 2~3번 발생한다. 일식은 월식보다 더 자주 발생하지만 지구의 밤 어디에서나 볼 수 있는 반면 매우 한정된 지역에서만 볼 수 있기 때문에 훨씬 더 자주 관측된다.