지평좌표계와 적도좌표계의 고찰1

2009개정 교육과정에서는 지구과학I에 지평좌표계와 적도좌표계가 나와있다.

2015개정 교육과정에서는 지구과학II로 변경되었다. 난이도를 생각했을 때 지구과학II에서 가르치는것이 맞긴 한것 같다.

 

지평좌표계와 적도좌표계는 많은 참고서, 교과서, 인터넷 등을 찾아보면 얼마든지 나와있기 때문에 여기서는 다른 방향의 접근을 해 보도록 한다.

 

지평좌표계는 방위각과 고도로 천체의 위치를 표시하는 가장 기본적인 좌표계이다. 그런데 지평좌표계를 소개할 때 천체의 위치가 계속 변하기 때문에 좌표가 고정되있지 않고 계속 변화하고, 관찰자의 위치에 따라서도 같은 천체라도 좌표가 달라진다는 단점이 있다고 설명한다.

 

그런데 생각해 보면 이것은 지평좌표계의 단점이 아니고 특징이라고 보는것이 더 합당하다는 생각이 든다. 지평좌표는 애당초 관찰자를 기준으로 했을 때 현재 관측되는 천체의 위치를 정확하게 표현하는데 목적이 있다. 지평좌표자체가 천체의 고유한 위치(주소)를 표현하기 위해 만들어진 체계가 아니라는 소리다.

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천체의 고유한 위치를 표현하는게 적도좌표계이다. 지구가 아무리 자전하여도 이것은 천체 자체가 움직이지 않는 한 변하지 않는다. 하지만 어떤 천체의 적도좌표만을 듣고 하늘에서 위치를 찾아내라고 하면 한번에 찾아낼 수 있을까? 한번에 찾을 수 있는 사람은 아마 거의 없을것이다. 직관적이지 않기 때문이다. 적도좌표는 현재 천체의 위치를 표현하기 위한 목적이 아닌, 천체의 고유한 위치를 나타내는것이 목적이기 때문에 이것이 적도좌표의 단점이 될 수는 없다.

 

요약하자면 두 좌표계는 쓰임새가 다르다는 것이다. 전문가들이 이 두 좌표계를 쓰는 방법을 한번 보면 더 쉽게 이해가 간다.

ASCOM의 EQMOD(출처 : http://eq-mod.sourceforge.net/eqaindex.html)

 

아마추어 천문가들이나 천문대급 망원경에서 흔하게 사용되는 망원경 컨트롤 창이다.(ASCOM)

 

왼쪽 상단을 보면 LST, RA, DEC, AZ, ALT라는 글이 있다.

LST는 local standard time의 약자로 지방표준시.

RA는 right ascension의 약자로 적경, DEC는 Declination의 약자로 적위

Az는 Azimuth의 약자로 방위각, Alt는 Altitude의 약자로 고도이다.

 

망원경이 현재 하늘에 향하는 방향을 고도와 방위각으로 나타내고 있으며, 해당 고도와 방위각에서 관측되는 적경과 적위역시 함께 나타내고 있다.

 

만약 방위각 90도 고도 85도로 표기 되어있으면, 망원경이 거의 천정방향에 위치해 있구나 하는것을 망원경을 보지 않고 컴퓨터 화면만 보고서도 알 수 있다. 하지만 적경과 적위만으로는 망원경의 현재 위치를 직관적으로 알기 어렵다. 마찬가지로 방위각과 고도만으로는 현재 관측하고 있는 천체의 정확한 주소를 알 수 없다. 

 

앞으로는 지평좌표계와 적도좌표계를 생각할 때 각 좌표계의 장점과 단점이라는 접근 보다 각 좌표계의 특징으로 접근해 보는것이 어떨까? 

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