목차
● 달의 궤도
● 지구에서 본모습
● 달의 위상 변화(개기월식과 부분월식)
달은 지구와 45도 각도로 충돌함으로써 지구의 중력에 이끌려 지구를 도는 위성이 되었습니다. 이런 인연으로 인하여 달은 지구에게 엄청난 영향을 주고 있으며 실제로 태양만큼이나 지구에 없어서는 안 되는 소중한 천체입니다. 만약에 달이 없다면 지금 현재 지구에는 생명체가 존재할 수 없을 것이며, 또한 달로 인하여 생명의 움직임이 활발하게 되었습니다.
달의 궤도
달은 지구에서 가까운 곳에 있기 때문에 직접 삼각 측량에 의하여 거리를 측정할 수가 있습니다. 지구상의 떨어진 두 지점에서 동시에 달의 위치를 관측하면 시차를 측정할 수 있기 때문에 거리도 구할 수 있습니다. 달은 지구에서 약 38만 5천 km 떨어진 곳에 있으며, 지구의 주위를 돌고 있습니다. 달이 지구 주위를 돌고 있는 것은 달과 지구 사이의 만유인력 때문입니다. 태양이나 다른 행성에서 오는 인력도 작용하지만 그것은 영향이 그다지 크지 않기 때문에 무시해도 됩니다. 따라서 근사적으로는 달의 운동은 2체 문제이고 달의 궤도는 타원이 됩니다.
달의 반지름은 지구 반지름의 약 4분의 1이며, 질량은 지구 질량의 약 1/81.3이고, 달과 지구의 공통 중심은 지구 내부에 있습니다. 달 궤도의 반지름은 38만 4,400km이고 이것이 달과의 평균 거리가 됩니다.
달 궤도의 이심률은 0.05488이며, 지구와 달의 거리는 36만 3,300km에서 40만 5,500 km 범위에서 변화합니다. 이는 상당히 큰 변화이고, 달 사진을 여러 장 찍어서 비교해 보면 상의 크기가 다르다는 것을 확인할 수가 있습니다.
천구상의 달의 궤도를 백도라고 합니다. 백도란 천구상에서 달이 지나는 경로를 말합니다. 달은 매년 지구로부터 3.8cm씩 멀어져 가고 있습니다.
달은 지구와 비교해 볼 때 상대적으로 작습니다. 지구는 달의 약 1.6배이고, 지구 지름의 약 1/4이고, 지구 질량의 1/81입니다. 달은 비록 왜행성인 명왕성의 위성인 카론에 비해서는 작지만, 태양계에서 행성(지구)과 위성(달)의 크기 비가 가장 큰 위성입니다.
그러나 지구와 달은 여전히 이중행성계보다는 지구-위성 관계로 여겨지고 있습니다. 왜냐하면 지구와 달의 무게중심이 지구표면 아래 1700 km(지구반지름의 1/4)에 위치하기 때문입니다.
지구에서 본모습
달은 석탄과 비슷한 반사율을 보이고 상대적으로 작은 알베도를 갖고 있습니다. 그럼에도 달은 태양 다음으로 하늘에서 두 번째로 밝은 천체입니다. 이것은 부분적으로 반대효과(opposition effect)의 밝기향상 때문입니다. 달이 1/4일 때, 보름달 일 때의 1/10 정도의 밝기이며 반달의 1/2 정도의 밝기입니다. 부가적으로 시각계에서 색의 항상성은 물체와 그 물체 주위의 색깔 관계를 재조정합니다. 따라서 둘러싸고 있는 하늘이 비교적으로 어둡기 때문에 햇빛이 비치는 달을 밝은 물체로 인식합니다. 주연 감광 없이 보름달의 끝부분은 달의 중심만큼 밝아 보입니다. 이는 어느 방향보다도 태양 쪽으로 더 많은 빛을 반사하는 달의 토양의 반사적인 특징 때문입니다. 달은 지평선에 가까워질 때 더 커 보입니다. 그러나 그것은 BC 7세기에 처음으로 묘사된 달의 착시라고 알려진 단순한 정신적 작용입니다.
달의 위상변화(개기월식과 부분월식)
달과 지구는 태양 빛을 받고 있기 때문에 달의 모양은 지구와 태양과의 상대 위치에 따라 달리 보입니다. 이렇게 달이 달라 보이는 것을 위상 변화라고 합니다. 이러한 변화는 달, 지구, 태양의 상대 위치가 바뀌면서 달이 지구 쪽으로 반사하는 태양 빛의 양이 변하기 때문에 생깁니다. 달, 지구, 태양의 상대 위치가 규칙적으로 바뀌기 때문에 달의 위상변화도 규칙적으로 일어나고 있습니다. 초저녁 서쪽하늘에 오른쪽만 밝은 얇은 초승달로 시작하여 점점 커져서 반달이 되고 둥근 보름달이 됩니다. 그 이후에 새벽에 동쪽하늘에 왼쪽만 밝은 가느다란 그믐달이 됩니다.
달이 보름달이 되면 태양과 지구와 달의 위치가 태양-지구-달 이 되는데, 이때 지구의 그림자가 달을 가리면서 일어나는 것을 월식이라고 합니다. 개기월식은 달의 전체를 가린 것을 말하는 것이고, 부분월식은 달이 완전히 가려지지 않은 월식을 말합니다. 개기월식이 일어났을 때, 태양빛이 달에 반사되는 경우가 있는데, 그것을 레드문 또는 옐로문이라고 합니다. 개기월식이 일어날 때 달이 붉은색으로 보이게 되는 것은 지구의 대기에 의한 산란 때문인데, 태양에서 나온 빛 중 파장이 짧은 푸른빛은 산란되어 버리고 결과적으로는 파장이 긴 붉은빛이 달에 반사되기 때문입니다.