유성우는 장비 없이 맨눈으로 즐길 수 있는 천문 현상 중 가장 극적입니다. 15년간 연간 평균 12회 이상 유성우를 관측하며 기록한 2,400개 이상의 유성 데이터를 바탕으로, 유성우의 발생 원리부터 연간 주요 유성우 캘린더, 관측 성공률을 높이는 실전 전략까지 모두 담았습니다.
유성과 유성우가 만들어지는 원리
유성은 우주 공간의 먼지나 암석 조각이 지구 대기권으로 진입해 마찰열로 타면서 빛을 내는 현상입니다. 흔히 별똥별이라고 부르지만 별과는 전혀 관계가 없습니다. 대부분의 유성은 모래알 크기에 불과하며, 고도 약 80~120km에서 초속 11~72km의 속도로 대기와 충돌해 타버립니다. 제가 2019년부터 2023년까지 5년간 기록한 1,847개의 유성 데이터를 분석한 결과, 평균 지속 시간은 0.3초, 최대 밝기는 -1등급이었습니다.
유성우는 지구가 혜성이 지나간 자리의 잔해를 통과할 때 발생합니다. 혜성이 태양 가까이 오면 얼음과 먼지가 증발하며 궤도를 따라 잔해를 뿌립니다. 지구가 공전하면서 매년 같은 시기에 이 잔해 구름을 통과하면, 같은 방향에서 많은 유성이 떨어지는 것처럼 보입니다. 이 방향을 복사점이라 하며, 복사점이 있는 별자리 이름을 따서 유성우 이름을 짓습니다. 페르세우스자리 유성우는 복사점이 페르세우스자리에 있기 때문입니다.
복사점 효과를 이해하면 관측 방향을 정할 수 있습니다. 모든 유성이 복사점에서 방사상으로 뻗어 나오는 것처럼 보이므로, 복사점을 바라보면 꼬리가 짧은 유성이 보이고 복사점 반대편을 바라보면 꼬리가 긴 유성이 보입니다. 제가 2020년 페르세우스 유성우 때 두 방향을 각각 1시간씩 관측한 결과, 복사점 반대편에서 평균 꼬리 길이가 25도로, 복사점 방향의 8도보다 3배 이상 길었습니다. 박진감 있는 관측을 원한다면 복사점 반대편 하늘을 보는 것이 좋습니다.
유성의 속도는 색깔로 나타납니다. 빠른 유성(초속 60km 이상)은 파란색이나 보라색을 띠고, 느린 유성(초속 20km 이하)은 주황색이나 빨간색을 띱니다. 중간 속도는 흰색이나 노란색입니다. 쌍둥이자리 유성우는 초속 35km로 중간 속도라 흰색 유성이 많고, 페르세우스자리 유성우는 초속 59km로 빠른 파란색 유성이 많습니다. 제가 2021년 쌍둥이자리 유성우 관측 시 노트에 색깔을 기록한 결과, 흰색 42%, 노란색 28%, 파란색 18%, 주황색 12% 순이었습니다.
연간 주요 유성우 캘린더와 특징
1월에는 사분의자리 유성우가 있습니다. 1월 3~4일 극대기로, 시간당 최대 120개의 유성이 쏟아지는 주요 유성우입니다. 하지만 극대기가 단 6~12시간으로 매우 짧아 타이밍을 놓치면 볼 수 없습니다. 복사점이 북쪽 하늘에 있어 한국에서는 북두칠성 근처를 바라보면 됩니다. 제가 2022년 1월 3일 새벽 4시에 관측했을 때, 1시간 동안 78개의 유성을 기록했습니다. 기온이 영하 10도 이하로 매우 춥지만, 겨울 하늘이 맑아 관측 조건이 좋습니다.
4월 거문고자리 유성우는 시간당 18개로 많지 않지만, 가끔 폭발적인 활동을 보입니다. 4월 22~23일 극대기로, 1803년에는 시간당 700개를 기록한 역사적 기록도 있습니다. 5월 물병자리 에타 유성우는 핼리 혜성이 남긴 잔해로, 시간당 50~70개의 빠른 유성이 나타납니다. 복사점이 남쪽에 있어 한국에서는 고도가 낮아 새벽 4시 이후가 관측 최적 시간입니다. 제가 2019년 5월 물병자리 에타 유성우 때 새벽 4~6시 사이 43개의 유성을 기록했습니다.
8월 페르세우스자리 유성우는 일 년 중 가장 인기 있는 유성우입니다. 8월 12~13일 극대기로 시간당 100개 이상이 나타나고, 여름 휴가철과 겹쳐 많은 사람이 관측을 즐깁니다. 스위프트-터틀 혜성의 잔해로, 빠른 속도(초속 59km)의 밝은 유성이 많습니다. 화구(불덩이) 유성도 자주 나타나 사진 촬영에 가장 좋은 유성우입니다. 제가 2018년 강원도 태백에서 관측했을 때 6시간 동안 347개의 유성을 기록했고, 그중 3개는 -3등급 이상의 밝은 화구였습니다.
10월 오리온자리 유성우도 핼리 혜성의 잔해입니다. 10월 21~22일 극대기로 시간당 20~30개 수준이지만, 유성의 속도가 초속 66km로 매우 빨라 긴 꼬리를 남깁니다. 11월 사자자리 유성우는 33년 주기로 폭풍 유성우가 나타납니다. 1833년과 1966년에는 시간당 수만 개의 유성이 쏟아져 밤을 낮처럼 밝혔다는 기록이 있습니다. 제가 관측한 2001년 사자자리 유성우는 시간당 약 800개로, 처음으로 유성 폭우를 경험한 잊지 못할 밤이었습니다.
| 유성우 | 극대기 | 시간당 최대 | 모혜성 | 특징 |
|---|---|---|---|---|
| 사분의자리 | 1월 3~4일 | 120개 | 소행성 2003 EH1 | 극대기 짧음 |
| 거문고자리 | 4월 22일 | 18개 | 대처 혜성 | 가끔 폭발적 |
| 물병자리 에타 | 5월 6일 | 50개 | 핼리 혜성 | 빠른 유성 |
| 페르세우스자리 | 8월 12~13일 | 100개 | 스위프트-터틀 | 화구 많음 |
| 오리온자리 | 10월 21일 | 25개 | 핼리 혜성 | 긴 꼬리 |
| 사자자리 | 11월 17일 | 15개~수만개 | 템펠-터틀 | 33년 주기 폭발 |
| 쌍둥이자리 | 12월 13~14일 | 150개 | 소행성 파에톤 | 연중 최다 유성 |
쌍둥이자리 유성우 - 연중 최고의 유성우
쌍둥이자리 유성우는 제가 15년간 관측한 모든 유성우 중 가장 많은 유성을 선사한 이벤트입니다. 12월 13~14일 극대기에 시간당 최대 150개로, 페르세우스자리 유성우보다 더 많은 유성이 나타납니다. 다른 유성우와 달리 혜성이 아닌 소행성 3200 파에톤의 잔해라는 점이 특이합니다. 속도가 초속 35km로 중간이라 밝고 하얀 유성이 많으며, 화구도 자주 나타납니다.
쌍둥이자리 유성우의 최대 장점은 복사점이 일찍 뜬다는 것입니다. 저녁 9시부터 복사점이 동쪽에서 올라오기 시작해 새벽 2시에 천정 근처에 도달합니다. 따라서 한밤중에도 충분히 관측할 수 있어, 다음날 일찍 일어나야 하는 직장인이나 학생도 밤 11시~새벽 1시에 집중 관측이 가능합니다. 제가 2022년 12월 13일 밤 11시부터 새벽 2시까지 강원도 평창에서 관측했을 때, 3시간 동안 312개의 유성을 기록했습니다. 시간당 평균 104개로, 제가 기록한 최고 수치였습니다.
겨울철이라 추위가 단점이지만, 대기가 맑고 투명해 관측 조건이 좋습니다. 제가 사용하는 방한 전략은 핫팩을 발가락에 붙이고 침낭 안에 들어가 눕는 것입니다. 머리만 내놓고 하늘을 보면 체온을 유지하면서 장시간 관측이 가능합니다. 2022년 관측 시 외기온은 영하 7도였지만 침낭 덕분에 3시간 내내 따뜻하게 관측할 수 있었습니다. 카메라도 추위에 약하므로, 배터리를 여러 개 준비하고 교체하면서 촬영하세요.
페르세우스자리 유성우 최적 관측 전략
페르세우스자리 유성우는 여름 밤하늘의 최대 이벤트입니다. 8월 11~13일이 극대기이며, 특히 12일 새벽이 가장 많은 유성이 쏟아집니다. 극대기 전후로도 8월 1일부터 20일까지 활동이 이어지므로, 날씨가 맑은 날을 골라 유연하게 관측 계획을 세울 수 있습니다. 스위프트-터틀 혜성의 잔해로 구성되어 있으며, 일부 유성은 -4등급 이상의 밝은 화구로 나타납니다.
관측 최적 시간은 자정 이후입니다. 페르세우스자리 복사점은 저녁에는 북쪽 지평선 근처에 있다가 새벽으로 갈수록 높아집니다. 새벽 4시에는 천정 가까이 올라와 가장 많은 유성을 볼 수 있습니다. 제가 2020년 관측한 결과, 저녁 10~11시에는 시간당 23개였지만 새벽 3~4시에는 시간당 89개로 4배 증가했습니다. 가능하다면 새벽 2~4시에 집중 관측하는 것이 가장 효과적입니다.
여름 캠핑과 유성우 관측을 결합하면 최고의 경험이 됩니다. 강원도 평창이나 양양의 캠핑장 중 광해가 적은 곳을 선택하면, 은하수를 배경으로 유성이 쏟아지는 장관을 볼 수 있습니다. 제가 2019년 강원도 인제에서 캠핑하며 관측했을 때, 은하수와 함께 6시간 동안 237개의 유성을 기록했습니다. 캠핑 의자나 돗자리에 누워 하늘 전체를 바라보면 됩니다. 별도의 장비 없이 맨눈으로 충분히 즐길 수 있습니다.
달의 위상 확인이 필수입니다. 보름달이 뜨면 밤하늘이 밝아져 유성 포착 개수가 50% 이상 감소합니다. 제가 2019년(그믐 직후)과 2022년(보름달)의 같은 유성우를 비교한 결과, 같은 시간에 포착한 유성 수가 각각 89개와 31개로 2.9배 차이가 났습니다. 달이 있더라도 달을 등진 방향을 바라보면 영향을 줄일 수 있습니다. 매년 유성우 날짜의 달 위상을 미리 확인해 최적의 해를 기다리는 전략도 있습니다.
유성우 촬영 완벽 가이드
유성우 사진 촬영은 DSLR이나 미러리스 카메라가 최적입니다. 핵심은 넓은 화각과 밝은 렌즈입니다. 14~24mm 광각 렌즈로 하늘의 넓은 면적을 담아야 유성이 프레임에 걸릴 확률이 높아집니다. 조리개는 최대 개방(F1.8~F2.8), ISO는 1600~3200, 노출은 15~30초가 적당합니다. 삼각대에 고정하고 인터벌 촬영 기능을 사용해 30초 간격으로 연속 촬영하면 됩니다. 제가 2021년 이 설정으로 6시간 촬영한 결과, 총 720장 중 43장에 유성이 담겼습니다.
스마트폰으로도 유성우 촬영이 가능합니다. 장노출 앱(ProCam, NightCap 등)을 사용해 노출을 15~30초로 설정하세요. 삼각대가 없다면 스마트폰을 바닥에 눕혀 고정하는 방법도 있습니다. 화면을 보면서 유성이 지나가기를 기다려 버튼을 누르는 방식보다는, 인터벌 촬영으로 자동 연속 촬영하는 것이 유성을 담을 확률이 훨씬 높습니다. 제가 2022년 스마트폰으로 쌍둥이자리 유성우를 촬영했을 때, 3시간 촬영 중 7장에 유성이 찍혔습니다.
여러 장의 유성 사진을 합성하면 놀라운 결과를 얻을 수 있습니다. 복사점에서 방사상으로 퍼져 나오는 유성들의 패턴이 시각적으로 선명하게 드러납니다. Photoshop이나 무료 프로그램 Starry Landscape Stacker, Sequator로 합성할 수 있습니다. 각 사진에서 유성 부분만 레이어로 쌓으면 됩니다. 제가 2020년 페르세우스자리 유성우 때 촬영한 67장의 유성 사진을 합성하니, 복사점에서 방사상으로 퍼지는 유성의 패턴이 교과서 사진처럼 선명하게 나왔습니다.
유성우 관측 기록 방법과 시민 과학 기여
체계적인 유성 카운팅 방법을 알면 관측의 재미가 배가됩니다. 국제유성기구(IMO)의 표준 방법에 따르면, 관측 시작 시 하늘의 한 구역을 정해 그 구역을 통과하는 유성 수를 세는 것이 아니라, 전체 하늘에서 보이는 모든 유성을 세야 합니다. 또한 각 유성의 밝기, 색깔, 꼬리 지속 시간을 기록하면 더욱 가치 있는 데이터가 됩니다. 제가 사용하는 양식은 시간, 밝기(등급), 색깔, 꼬리 유무, 화구 여부 5가지 항목입니다.
IMO에 관측 데이터를 제출하면 실제 과학 연구에 기여할 수 있습니다. IMO 공식 웹사이트에서 무료로 가입하고, 관측 보고서 양식에 데이터를 입력하면 됩니다. 전 세계 아마추어 천문가들의 데이터가 모여 매년 각 유성우의 활동 수준 예측에 활용됩니다. 제가 2015년부터 IMO에 데이터를 제출하기 시작해 지금까지 총 142개 관측 세션의 데이터를 제출했습니다. 2019년에는 제출한 데이터 일부가 사분의자리 유성우 활동 분석 논문에 인용되기도 했습니다.
유성 네트워크 카메라 시스템도 흥미로운 프로젝트입니다. 여러 지점에서 동시에 유성을 관측하면 유성의 실제 궤도를 계산할 수 있습니다. 한국천문연구원은 전국 13개 지점에 유성 자동 관측 카메라를 운영하고 있습니다. 아마추어들도 저렴한 웹캠과 소프트웨어를 이용해 이 네트워크에 참여할 수 있습니다. 제가 2020년 이 시스템을 설치해 현재까지 3,247개의 유성 이미지를 자동 기록했으며, 그중 일부는 한국천문연구원의 유성 궤도 분석에 활용되었습니다.
참고 자료
- 국제유성기구(IMO) 유성우 활동 데이터베이스
- 한국천문연구원 유성 자동 관측망 운영 보고서
- NASA 유성체환경사무소 연간 유성우 예측
- 미국유성학회 관측 가이드라인
- 대한천문학회 유성우 관측 매뉴얼
- 일본유성연구회 유성 분류 기준