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하늘에 수많은 별들이 있지만 우리의 육안으로 보기에는 밝기와 크기는 다를 수밖에 없습니다. 일정한 기준에 의해 별의 밝기를 비교하기 위하여 절대등급이라는 체계를 만들어냈습니다. 두 가지 등급은 각자 다른 기준으로 산출이 되기 때문에 별의 겉보기등급과 절대등급이 어떻게 측정하는지 자세히 알아보도록 하겠습니다.
1. 겉보기등급
별의 겉보기 등급(Apparent mangnitude)은 우리가 육안으로 별을 볼 때 밝기를 나타내는 척도입니다. 겉보기등급은 별의 밝기를 1등급부터 6등급까지 나누어져 있으며 1등급이 가장 밝고 6등급이 가장 어둡습니다. 고대 그리스 천문학자 히파르코스(Hipparchus)가 만든 이론이며 이 척도로 중세시대까지 사용해 왔습니다. 19세기에 천문학자들을 별의 밝기를 보다 정확하게 측정하게 되었습니다. 1 등성이 6 등성 보다 100배 더 밝고 한 등급 차이가 날수록 밝기는 2.5배씩 차이가 난 다는 사실을 밝혀냈습니다. 히파르코스가 구분한 등성(magnitude)이란 말은 아직까지도 통용되고 있습니다. 겉보기등급이 1 등성은 총 21개입니다. 한국에서는 약 15개 관측 가능합니다. 태양과 달, 행성을 제외하고 하늘에서 제일 밝은 별은 큰 개자리 알파 시리우스(Sirius)로 겉보기등급은 -1.46입니다. 두 번째로 밝은 별은 카노푸스(Canopus)로 겉보기등급은 -0.74입니다. 세 번째로 밝은 별은 센타우루스자리 알파로(Alpha Centauri) -0.27의 겉보기등급을 가지고 있습니다. 그러나 겉보기등급은 지구에서 육안으로 보았을 때 밝기이며 별의 고유의 밝기와는 차이가 있습니다.
2. 절대등급
별의 고유의 밝기를 나타내는 척도를 절대등급(Absolute magnitude)이라고 합니다. 20세기에 광도와 밝기 차이를 고려하여 새롭게 개발이 되었으며 절대등급 기준으로 별의 밝기를 알아냅니다. 절대등급에는 기준이 있는데 모든 별이 10파섹(32.6광년) 거리 있다고 가정을 하고 별이 얼마나 밝아 보이는지를 측정합니다. 절대등급을 계산하는 공식을 알려드리겠습니다. M = m - 5 log(d/10)으로 M은 별의 절대등급, m은 별의 겉보기등급, d는 별의 거리 (파섹)입니다. 이 공식을 사용하여 겉보기등급에서 가장 밝은 시리우스의 절대등급을 구하면 절대등급은 1.44입니다. 절대등급을 사용하면 별의 실제 밝기를 이용하기 때문에 서로 다른 거리에 있는 항성들과도 비교가 가능합니다. 또한 별의 거리를 추저 하는 데 사용이 가능하고 별의 물리적 특성을 추정하는 데에도 유익합니다. 밝기에는 별의 질량, 크기, 온도 등과 관련이 크기 때문에 절대등급 측정을 했다면 이를 이용해서 다른 특성 또 추정할 수 있습니다.
3. 결론
옛날부터 별의 밝기를 알아내기 위해 다양한 방법을 사용해 왔습니다. 항성의 밝기가 우주연구에 매우 중요한 역할을 하기 때문인데요. 별의 진화과정에서 밝기변화가 생기기 때문에 별의 나이를 추측할 수 있고, 우주의 크기와 진화를 이해할 수 있게 됩니다. 더 나아가 별의 분포, 별단, 은하의 구조도 파악이 가능하게 되는 것입니다. 별의 밝기는 천문학, 물리학, 우주생물학 등에 매우 중요한 데이터로 앞으로도 꾸준히 연구되야할 부분이라고 생각합니다.