일식과 월식

대부분의 삭과 망에는 아무 일도 없다

달은 매달 한 번 태양과 지구 사이를 지나고 한 번 지구 뒤로 돌아간다. 셋이 매번 일직선에 놓인다면 한 해에 스물네 번이 넘는 식이 일어날 것이다. 실제로는 몇 번뿐이다.

이유는 달의 궤도가 황도면에서 5.16도 기울어져 있다는 데 있다. 대부분의 달에 달은 태양 부근을 몇 도 위나 아래로 지나고 그림자는 우주로 빠진다. 달의 시직경은 반 도 남짓이라 오 도는 달 열 개 폭이고, 그래서 "거의 겹칠 뻔한" 일조차 드물다.

이번 달에 식이 있는지는 교점이 정한다

두 평면이 만나면 하나의 직선이 생기고, 달의 궤도는 그 선 위 두 점에서 황도면을 가로지른다. 그 자리가 교점이며, 식이 되려면 달이 교점 가까이 있으면서 동시에 삭이나 망이어야 한다.

태양은 한 해에 두 번 교점선을 지나고, 그 앞뒤 서른네 날쯤이 식의 계절이다. 한 계절에는 삭과 망이 함께 들어가므로 일식과 월식은 이 주 간격으로 짝지어 오는 일이 많다. 교점 자체도 뒤로 밀려 열여덟 해 반이면 한 바퀴를 돌기 때문에 식의 계절은 해마다 열아홉 날쯤 앞당겨진다.

본그림자와 반그림자

태양은 점이 아니라 원반이므로 그 앞을 막는 것은 두 겹의 그림자를 만든다. 태양이 전혀 보이지 않는 부분이 본그림자, 일부만 보이는 부분이 반그림자다.

달의 본그림자에 서면 개기일식을, 반그림자에 서면 부분일식을 본다. 본그림자 띠는 백에서 이백 킬로미터 폭뿐이고 반그림자는 수천 킬로미터를 덮으니, 개기를 보는 사람은 언제나 소수다. 월식에서는 역할이 뒤바뀌어, 지구의 본그림자는 달의 거리에서도 달 반지름의 두 배 반이 넘고 달은 그 안에 한 시간 넘게 머무른다.

달이 반그림자만 지날 수도 있다. 빛을 받은 채 조금 어두워질 뿐이라 맨눈으로는 거의 구분되지 않는다. 그런 밤은 굳이 새울 필요가 없다.

개기냐 금환이냐는 그날 달의 거리에 달렸다

달의 궤도는 35만 6천에서 40만 7천 킬로미터까지 변하고 지구의 궤도도 타원이다. 그래서 달과 태양의 겉보기 크기는 각각 범위를 가지며 두 범위는 겹친다.

달이 가까우면 태양보다 크게 보이고 본그림자가 지표에 닿아 개기가 된다. 멀면 작게 보이고 본그림자는 닿기 전에 끝나 태양 가장자리가 완전한 고리로 남는다. 그것이 금환이다. 그 고리는 약해진 태양이 아니라 밝기 그대로의 광구여서, 금환일식은 처음부터 끝까지 필터가 필요하다.

붉은 달

지구 본그림자에 완전히 들어간 달은 사라지지 않고 어두운 붉은색이나 구릿빛이 된다. 지구가 직사광선을 막는 한편 대기가 고리 모양 렌즈처럼 작용해 지구 가장자리를 스친 빛을 그림자 안으로 꺾어 넣는다. 푸른빛은 산란되어 흩어지고 붉은빛이 달 표면까지 닿는다.

그때 달에 서 있다면 지구의 윤곽이 한 바퀴 전체의 일출과 일몰로 둘러싸인 모습을 보게 된다. 빛깔의 짙기는 대기 상태에 따라 매번 달라지며, 큰 화산 폭발 뒤에는 거의 보이지 않을 만큼 어두워지기도 한다.

눈의 안전, 그리고 대만에서 다음에 볼 수 있는 날

구 할이 가려져도 태양은 안전해지지 않는다. 남은 한 할만으로도 수십 초 안에 망막을 태우고, 망막에는 통각 신경이 없어 진행 중에는 아프지 않으며, 손상은 몇 시간 뒤 시야 중앙의 흐린 얼룩으로 나타나 회복되지 않을 수도 있다. 쓸 수 있는 것은 ISO 12312-2 인증 일식 안경과 전용 태양 필터 필름뿐이고, 필름은 렌즈나 망원경 맨 앞에 붙인다. 선글라스, 필름, 그을린 유리, CD는 안 된다. 맨눈으로 봐도 되는 것은 개기일식의 개기 단계뿐이며 햇빛이 돌아오기 전에 다시 써야 한다.

월식은 맨눈으로도 쌍안경으로도 카메라로도 완전히 안전하다. 대만에서 전 과정을 볼 수 있는 다음 개기월식은 2028년 12월 31일 심야이며 개기 단계는 약 71분이다. 다음에 볼 수 있는 일식은 2030년 6월 1일의 부분일식으로 타이베이 최대 식분은 약 0.36이다. 본섬에서 개기일식을 보려면 2070년 4월 11일까지 기다려야 하고, 그때도 개기대는 헝춘 이남을 스치기만 한다.