달이 사라지는 날

가끔 보름달이 새빨갛게 물드는 밤이 있습니다. 대낮에 태양이 지워지는 날도 있고요.

그런데 이상하지 않나요? 지난 챕터에서 봤듯이 보름달은 매달 지구 그림자가 향하는 쪽에 있는데 — 왜 월식은 매달 일어나지 않을까요?

직접 확인해 보세요. 이번에는 옆에서 본 모습입니다. 달을 드래그해서 보름달 위치(지구 왼쪽)로 보내 보세요. 그림자 속으로 들어가나요?

옆에서 본 모습 — 지구 그림자와 기울어진 궤도

달을 드래그해서 돌려 보세요 · 노란 점은 궤도가 그림자 평면과 만나는 지점 — 거기서만 식이 일어나요

지구에서 보이는 모습

보름달 — 식 없음

궤도 방향 70°

궤도 기울기 5.1°

궤도 방향을 돌리면 노란 점(교점)의 위치가 바뀝니다 — 교점이 지구 그림자나 태양 쪽에 있을 때만 식이 일어나요. 실제 달 궤도의 기울기는 약 5.1°입니다.

식 도감

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???

왜 식이 안 일어났나요?

아마 달은 그림자를 위나 아래로 그냥 지나갔을 겁니다. 대부분의 보름달이 그렇습니다.

달의 궤도는 지구가 태양을 도는 면(황도면)에 대해 약 5° 기울어져 있습니다
노란 점 두 개가 보이죠? 궤도가 그림자 평면을 뚫고 지나는 지점 — 교점입니다. 식은 달이 교점 근처에서 삭·망이 될 때만 일어납니다
궤도 방향 슬라이더를 움직여 보세요. 교점이 움직입니다 — 교점이 지구 그림자(왼쪽)나 태양(오른쪽) 쪽에 올 때만 달이 그림자를 만날 수 있어요
기울기를 0°로 만들어 보세요. 어떤 궤도 방향이든 달이 매번 그림자를 통과합니다 — 기울기가 없었다면 매달 일식과 월식이 있었을 겁니다!

식이 드문 이유: 보름달이 교점 근처에 있는 보름달이어야 하기 때문입니다. 그런 “식의 계절”은 1년에 두 번 정도밖에 찾아오지 않아요.

달이 지구의 짙은 그림자(본영)에 완전히 들어가면 개기월식. 그런데 달이 까맣게 사라지지 않고 붉게 빛납니다. 왜일까요?

햇빛이 지구의 대기를 지나며 휘어집니다(굴절). 이때 푸른 빛은 옆으로 흩어지고, 붉은 빛만 지구를 감돌아 달에 도달합니다. 개기월식 때 달을 비추는 건, 지구를 스치는 온 세상의 노을빛입니다.

반대편 이야기: 달이 태양과 지구 사이에 오는 삭 때, 달 그림자가 지구에 떨어지면 일식입니다. 달을 오른쪽 끝(θ=0)으로 드래그해 보세요 — 교점이 그쪽에 있다면 대낮이 밤이 됩니다.

놀라운 우연 하나: 태양은 달보다 약 400배 크지만 약 400배 멀리 있어서, 하늘에서 둘은 거의 같은 크기로 보입니다. 덕분에 달이 태양을 딱 맞게 가리는 개기일식이 가능합니다.

개기월식을 만들어 보세요

달의 위치(드래그)와 궤도 방향(슬라이더)을 조절해서, 달이 지구의 본영 한가운데를 통과하게 해 보세요.

궤도 방향 β 55°

진짜 하늘에서는

한국에서 볼 수 있는 다음 식

지금 초등 5학년이라면 2035년 개기일식 때는 스무 살 언저리 — 그때 여러분은 왜 대낮이 밤이 되는지 아는 사람이 되어 있을 겁니다.

월식은 달이 어떤 모양일 때만 일어날 수 있을까요?

보름달은 한 달에 한 번씩 뜨는데, 월식은 왜 매달 일어나지 않을까요?

개기월식 때 달이 붉게 보이는 이유는?

이번엔 지구 자신이 기울어져 있다는 이야기. 자전축이 기울어져 있지 않았다면 여름도 겨울도 없었을 겁니다.