💡별의 밝기와 거리

고대 그리스의 히파르코스는 맨눈에 가장 밝은 별을 1등성, 겨우 보이는 별을 6등성으로 나눴어요. 19세기에 이 눈금을 “5등급 차이 = 밝기 100배”로 정확히 정하면서, 1등성보다 밝은 별은 0등급, 더 밝으면 음수가 됐어요. 가장 밝은 별 시리우스는 −1.46등급이에요.

눈은 빛의 양을 곱셈으로 느껴서, 2배·4배·8배가 같은 간격으로 밝아지는 것처럼 보여요. 등급이 덧셈 눈금인 이유예요. 플레이트 솔버의 별 지도는 5등급까지의 별 1,624개를 담아요. 도시 사진에 찍히는 별은 대개 그보다 훨씬 밝은 별뿐이라, 사진에서도 밝은 별부터 짝을 찾아요.

별빛은 공기를 지나며 일부가 흩어지고 흡수돼요. 머리 위의 별은 공기층을 가장 짧게 지나고, 지평선 쪽 별은 몇 배나 길게 지나요. 맑은 날 맨눈 기준으로 공기층 하나에 약 0.25등급 어두워진다고 두고 계산하면 이래요 (공기의 맑기에 따라 0.15~0.4쯤 달라져요).

고도 10°의 별은 머리 위에 있을 때보다 1등급 남짓(약 3배) 더 어두워 보여요. 지평선 가까이 뜬 별과 달이 붉게 보이는 것도 파란빛이 더 많이 흩어지기 때문이에요.

지구는 1년에 한 번 해 둘레를 돌아요. 반년 사이에 지구 궤도의 반대편으로 옮겨 가면, 가까운 별은 먼 별들을 배경으로 아주 조금 자리를 옮겨요. 손가락을 눈앞에 두고 왼눈·오른눈을 번갈아 감으면 손가락이 움직이는 것과 같아요. 이 각도의 절반이 연주 시차예요.

시차가 1″(각초, 1°의 3600분의 1)인 거리를 1파섹이라 하고, 1파섹은 약 3.26광년이에요. 그래서 거리(광년) = 3.26 ÷ 시차(″)예요. 가장 가까운 별인 센타우루스자리 알파의 시차도 약 0.75″라, 1838년에야 처음으로 별의 시차를 쟀어요.

시리우스가 가장 밝아 보이는 건 진짜로 밝은 데다 8.7광년으로 아주 가깝기 때문이에요. 반대로 오리온자리 리겔은 수백 광년 넘게 떨어져 있는데도 0.1등급으로 보일 만큼, 진짜 밝기가 해의 수만 배예요. 보이는 밝기(겉보기 등급)는 진짜 밝기와 거리의 제곱이 함께 정해요. 거리가 2배면 밝기는 4분의 1이에요.