보름달인데 왜 가려질까
보름달은 한 달에 한 번, 달이 가장 둥글게 보이는 시기입니다. 그런데 이 보름달이 지구 그림자에 들어가 어두워지는 월식은 왜 아무 때나 일어나지 않을까요. NASA의 'Top Moon Questions' 자료를 보면 달의 위상 변화와 월식은 원인부터 다릅니다.
달은 스스로 빛을 내지 않고 태양빛을 반사하는데, 지구에서 보이는 밝은 면의 비율에 따라 초승달과 보름달의 모양이 달라집니다. 즉 위상 변화는 지구 그림자와 무관하게, 태양빛을 받는 면을 어느 각도에서 보느냐의 문제인 겁니다.
반대로 월식은 태양과 지구, 달이 거의 일직선에 놓이면서 지구 그림자가 달을 덮는 현상입니다. 그래서 보름달 무렵에만 생길 수 있는데요. 달의 궤도가 지구 공전면에서 약 5도 기울어져 있어 대부분의 보름달은 그림자를 비껴갑니다. 월식은 달이 궤도면과 그림자가 만나는 지점을 지날 때만 나타나는 겁니다.
늘 같은 얼굴을 보이는 이유
지구에서 보면 달은 언제나 같은 면만 보여줍니다. 달이 지구를 한 바퀴 도는 동안 스스로도 한 바퀴 자전하기 때문인데요. 자전과 공전 주기가 각각 약 27.3일로 같아서 이런 현상을 동주기 자전이라고 부릅니다.
흥미로운 건 앞면과 뒷면의 구분이 태양빛 때문이 아니라는 점입니다. 달의 뒷면도 낮에는 햇빛을 받기 때문에 '영원히 어두운 면'이라는 표현은 사실이 아닙니다. 다만 지구와의 상대 위치 때문에 지구에서는 잘 보이지 않을 뿐입니다.
달의 궤도가 조금씩 흔들리는 칭동 현상 덕분에 지구에서는 달 표면의 약 59%를 관측할 수 있습니다. 나머지 41%는 지구에서 직접 볼 수 없는 영역인 셈입니다.
보름달 뜨는 시각이 매달 다른 까닭
보름달이 뜨는 날짜와 시각이 매달 조금씩 달라지는 이유도 이 주기 차이에서 나옵니다. 달이 별을 기준으로 지구를 한 바퀴 도는 데는 27.3일이 걸리지만, 태양을 기준으로 위상이 다시 반복되는 주기는 평균 29.5일입니다. 지구가 태양 주위를 도는 만큼 달이 조금 더 움직여야 하기 때문입니다.
여기에 달력 한 달이 28일에서 31일 사이로 들쭉날쭉하다 보니 보름달 시각은 매달 달라지고, 한 달에 두 번 뜨는 경우도 생깁니다. 달은 하루에 약 50분씩 늦게 뜨는데요. 보름달은 대체로 해질 무렵 떠오르지만, 정확히 해지는 시각에 맞춰 뜨는 건 아닙니다.
미국 해군천문대에 따르면 보름달이 되는 정확한 시각은 정해져 있지만, 그 전후 며칠 동안은 거의 둥글게 보입니다. 결국 달의 위상과 월식, 뜨는 시각은 모두 자전과 공전, 궤도 기울기라는 같은 원리에서 갈라져 나오는 현상인 셈입니다.