별의 거리

요약 별까지 거리는 멀기 때문에 거리의 단위가 다르고, 연주시차나 거리 지수 또는 허블의 법칙을 이용해 구한다.

단위

별까지의 거리 단위는 천문단위(AU), 광년(LY), 파섹(pc) 등를 주로 사용한다. 태양계 행성의 거리를 나타내기에 적합한 것이 천문단위(AU)이다. 1AU는 태양과 지구 사이의 거리로 그 값은 1.5 x 10⁸km이다.

다음으로 우리 은하의 거리를 나타내기에 적합한 단위가 광년(LY)이다. 1광년은 빛이 1년간 진행하는 거리로 그 값은 9.5 X 10¹² km이다.

외부 은하까지의 거리에 많이 쓰이는 단위가 파섹(pc)이다.

1파섹은 연주 시차가 1초(′)인 거리로 그 값은 3.26광년이고 206,265AU이다.

1pc = 3.26LY = 206,265AU

거리측정

별의 거리를 측정하는 방법에는 연주시차와 허블의 법칙이 있다.

1) 연주시차
연주시차는 지구에서 6개월 간격으로 별을 관측할 때 그 별이 천구상에서 움직인 각의 1/2을 말한다. 별까지 거리(r) = 1/연주시차(P) 이다. 연주시차는 별의 거리가 가까울수록 커지고 먼 별일수록 작아진다. 연주시차(P)가 1초인 거리를 1pc이라 한다.

거리지수(m-M)는 실시등급(m)과 절대등급(M)차로 별의 거리(r)와 관련된다. 연주시차를 p, 천체까지의 거리를 r(단위 pc)이라 하면 거리지수는 다음과 같은 식이 성립한다.

거리지수(m-M) = 5log·r - 5= -5log·p－5

따라서 거리지수를 알면 별까지의 거리와 연주시차를 알 수 있다.

2)허블의 법칙
허블의 법칙은 외부 은하의 거리(r)가 멀수록 후퇴속도(V_r)가 빨라진다는 법칙이다. 허블상수는 은하의 거리(r)가 1Mpc 멀어질 때마다 후퇴속도(V_r)가 몇 km/s로 증가하는 지를 나타낸 것으로 아래 그래프의 기울기(후퇴속도/거리) 값이 된다. 따라서 은하의 후퇴속도(V_r)와 은하까지의 거리(r)는 다음 식을 통해 구할 수 있다.

V_r = H·r
r = V_r / H
( V_r : 은하의 후퇴속도 [km/s], r : 은하까지의 거리 [Mpc], H :허블상수 [km/s/Mpc] )

허블상수가 클수록 은하는 더 빠른 속도로 멀어진다.