‘48가지 빛깔’ 보름달…지구 대기는 ‘달의 연출가’ [놀라운 우주]

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우주에서 촬영한 달 사진은 지형에 따라 밝고 어두운 차이는 있지만 대체로 갈색 기운이 도는 회색이다. 달 표면은 주로 철·마그네슘이 풍부한 휘석과 장석 등의 광물로 이루어져 있는데, 이 광물들이 미세한 회색 먼지로 달 표면을 덮고 있기 때문이다.

특히 달에는 ‘바다’라고 불리는 넓고 어두운 지형이 있다. 고대 화산 활동으로 형성된 이곳은 화산에서 분출된 현무암 성분으로 이루어져 있는데다 충돌 분지 안쪽에 모여 있기 때문에 빛 반사율이 더욱 낮아 주변 지형보다 더 어둡다. 달의 햇빛 반사율은 약 12%다. 구름, 눈, 빙하 등 빛을 잘 반사하는 요소들이 넓게 분포한 지구의 절반에도 미치지 못한다.

그러나 지구에서 보는 달은 여러 색깔을 띤다. 대기를 거쳐 온 빛으로 보기 때문에 대기 입자 특성과 보는 이의 위치, 달의 위치 등에 따라 색깔이 달라진다.

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미국항공우주국(나사)이 이를 확인시켜주는 보름달 사진 작품을 최근 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 코너를 통해 소개했다. 초등학교 교사인 이탈리아 천체사진가 마르첼라 줄리아 파체가 10년 동안 이탈리아 곳곳에서 촬영한 달의 48가지 색조를 한데 모아 나선형으로 배열한 작품이다. 나선을 따라 붉은색, 노란색, 갈색, 푸른색, 보라색 달이 이어진다. 나선의 끝은 2018년 7월 개기월식 때 촬영한 아스라히 붉은 달이다.

붉은 달로 떠올라 고도 높이며 노란빛으로

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붉은 달은 달이 지평선 가까이 있을 때 볼 수 있다. 하늘 낮게 있을수록 달빛은 더 많은 대기를 통과해야 한다. 따라서 파장이 짧은 파란색 빛은 중간에 흩어지고, 우리 눈에 도달하는 건 주로 붉은색 빛이다. 아침해와 저녁 노을이 붉게 물드는 것도 같은 이치다. 대기에 미세먼지나 수증기가 많으면 색은 더 짙어진다.

달이 하늘 높이 올라갈수록 빛이 통과해야 하는 대기층이 짧아져 붉은 기운이 옅어지며 노란빛을 거쳐 흰색에 가까워진다. 높게 뜬 달은 밝고 하얗게 보인다. 이는 달이 온통 칠흑 같은 밤하늘에 둘러싸여 있는 영향이다. 사람의 눈은 주변 밝기에 따라 색과 명암을 다르게 인식한다. 같은 회색이라도 흰 종이 위에서는 어둡게, 검은 종이 위에서는 밝게 보인다.

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푸른 달도 있을까? 나사는 대기에 비교적 큰 먼지 입자가 떠 있을 때 푸른 달이 나타날 수 있다고 설명한다. 화산 폭발이나 산불 발생 등이 이 경우에 해당할 수 있다.

지평선 가까운 달은 달 모양도 타원형

보라색(또는 분홍색) 달도 있다. 원인은 분명하지 않다. 다만 나사는 여러 효과가 겹쳤을 가능성이 있다고 말한다. 작가는 2017년 3월 시칠리아 해안에서 해가 지는 순간, 반대편에서 떠오른 달이 이런 색이었다고 말했다. 두 천체가 거의 동시에 지평선 가까이에 있었던 보기 드문 순간이었다. 작가는 이런 특수한 조건이 달의 색과 관련이 있을 것으로 추정했다.

나선 배열의 맨 끝에 있는 개기월식 달은 지구 그림자 속에 완전히 들어가 있으면서도 희미한 붉은색을 띤다. 햇빛이 지구 대기를 통과하며 굴절돼 그림자 안쪽으로 휘어 들어갔기 때문이다. 푸른빛은 대기를 지나며 대부분 흩어졌고 붉은빛만이 달에 도달했다.

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지구의 대기는 달의 색상뿐 아니라 모양도 바꾼다. 지평선 가까이 뜬 달은 빛의 굴절 때문에 위아래가 눌려 타원형으로 보인다. 두껍고 빽빽한 공기층을 지나오는 아랫부분이 윗부분보다 더 많이 위로 휘어 보인다. 사진에서 가장 납작해 보이는 달이 막 떠오른 달이다.

달의 48가지 빛깔은 달이 스스로 색을 바꾼 것이 아니라, 달과 우리 사이에 있는 지구 대기가 색을 입힌 결과다.