지구의 공전과 태양의 연주 운동

지구의 공전과 태양의 연주 운동

해가 진 직후 서쪽 지평선 부근 또는 해가 뜨기 직전 동쪽 지평선 부근 별자리를 여러 날에 걸쳐 같은 시각에 관측해 보면, 다음 그림과 같이 별자리의 위치가 매일 조금씩 서쪽으로 옮겨 가는 것을 알 수 있다.

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태양과 별자리 사이의 각거리 변화

일년 동안 여러 달에 걸쳐 자세히 관찰해 보면, 별자리가 태양에 대하여 매일 서쪽으로 약 1°씩 옮겨가는데, 이렇게 움직이는 별자리는 정확히 1년 후 같은 자리로 돌아온다. 별자리의 이러한 움직임에 따라 우리가 볼 수 있는 별들은 계절마다 달라진다. 이러한 별자리의 움직임은 실은 지구가 태양 둘레를 공전하기 때문에 나타나는 현상이다. 하지만 이는 천구를 고정시켜 놓고 보면 태양이 천구 위를 매일 서에서 동으로 약 1°씩 움직이는 것으로 해석할 수 있다.
이와 같이 태양이 별자리들 사이를 서에서 동으로 하루에 약 1°씩 움직여 가며 1년마다 천구를 한 바퀴씩 도는 것을 태양의 연주 운동이라고 한다. 이때 태양이 천구 상에서 지나는 길을 황도라고 하고, 황도 주변의 12개 별자리를 황도 12궁이라고 한다.
태양의 연주 운동은 실제로 태양이 별자리 사이를 지나가는 것이 아니라, 지구가 1년에 한 번씩 태양 주위를 공전하기 때문에 일어나는 것으로, 지구의 공전에 따른 태양의 겉보기 운동이다.

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태양의 연주 운동과 황도 12궁

*천구 상에서 태양의 위치 찾기
태양은 늘 황도 상에서 움직이지만 밝은 햇빛 때문에 그 뒤쪽의 별자리들은 보이지 않는다. 그런데 어떻게 그 뒤의 별자리들을 알 수 있을까? 방법은 보름달을 통해 간접적으로 황도 상의 태양의 위치를 파악해 알아내게 된다. 보름달, 특히 개기 월식 때가 되면 태양이 달과 정반대 방향에 놓이는 점을 이용하는 것이다. 그런 이유로 계절마다 밤하늘에 보이는 별자리는 황도 상에서 태양의 위치와 반대 방향에 있는 것들이 보이게 된다.

천구와 황도

그림은 천구 상에서 태양이 지나는 길인 황도를 나타낸 것이다. 지구의 자전축은 공전 궤도면에 대해 66.5° 기울어 있어 황도는 천구의 적도와 두 점에서 만나게 된다. 태양이 황도를 따라 천구의 남반구에서 북반구로 올라가며 천구의 적도와 만나는 점을 춘분점, 북반구에서 남반구로 내려가며 천구의 적도와 만나는 점을 추분점이라고 한다. 또한, 태양이 천구 상에서 가장 북쪽에 놓이게 되는 점을 하지점, 가장 남쪽에 놓이게 되는 점을 동지점이라고 한다.
태양의 연주 운동에 따라 지구에서는 계절의 변화가 나타난다. 태양이 동지점에서 춘분점을 거쳐 하지점으로 가는 동안에 북반구에서는 낮의 길이가 점차 길어진다. 이 기간 동안 태양의 높이(적위)는 점점 높아지고, 이에 따라 햇빛을 받는 양도 많아져 계절은 겨울에서 봄을 거쳐 여름이 된다.
태양이 하지점에서 추분점을 거쳐 동지점으로 갈 때는 반대로 낮의 길이가 점점 짧아진다. 이때 태양의 높이(적위)는 점점 낮아지며 햇빛을 받는 양도 줄어들어, 계절은 여름에서 가을을 거쳐 겨울이 된다.
우리가 일상생활에서 사용하는 달력인 태양력은 이와 같은 태양의 연주 운동을 바탕으로 하여 만든 것이다. 달력에 표시된 24절기는 태양이 황도 상을 지나는 지점에 따라 우리나라에서 일어나는 대표적인 기상 현상이나 자연 현상을 나타낸 것이다.

	시기	밤낮의 길이
춘분	3월 22일경	밤낮이 같다.
하지	6월 22일경	낮이 가장 길다.
추분	9월 24일경	밤낮이 같다.
동지	12월 23일경	밤이 가장 길다.

1. 태양은 황도를 따라 하루에 약 몇 도(˚)씩 어느 방향으로 이동하는가?

하루에 약 1˚ 씩 동쪽으로 이동한다.

지점과 분점

지구의 자전축이 공전 궤도면에 대해 66.5° 기울어져 있기 때문에 황도는 천구의 적도에 대해 23.5° 기울어져 있다. 태양이 천구의 적도를 남쪽에서 북쪽으로 지나는 점을 춘분점, 태양이 천구의 적도에서 북쪽으로 가장 멀리 떨어진 점을 하지점, 태양이 천구의 적도를 북쪽에서 남쪽으로 지나는 점을 추분점, 태양이 천구의 적도에서 남쪽으로 가장 멀리 떨어진 점을 동지점이라 한다. 하지 때는 낮이 가장 길고 동지 때는 밤이 가장 길다. 춘분과 추분 때는 밤낮의 길이가 같다.

황도 주변의 별자리

다음 그림은 하늘의 별자리들을 표시한 성도이다. 점선은 태양이 1년 동안 천구 상에서 별자리 사이로 지나는 길인 황도를 나타낸다.

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1. 태양은 별자리들 사이에서 어느 방향으로 이동하는가?

태양은 황도를 따라 동쪽으로 이동한다.

2. 태양이 천구 상에서 가장 북쪽에 있을 때와 가장 남쪽에 있을 때는 각각 언제이며, 그때 태양의 높이(적위)는 얼마인가?

가장 북쪽에 있을 때는 하지 때, 가장 남쪽에 있을 때는 동지 때이다. 태양의 적위는 하지 때 +23.5˚, 동지 때 -23.5˚이다.

3. 태양이 천구 상에서 높이(적위) 0°인 곳에 위치해 있을 때, 지구에서 밤과 낮의 길이는 어느 쪽이 더 긴가?

태양의 적위가 0˚일 때는 춘분과 추분이며, 춘, 추분 때는 낮과 밤의 길이가 같다.

4. 태양이 궁수자리에 있을 무렵, 자정에 남쪽하늘에서 가장 잘 보이는 별자리는 어느 것인가?

궁수자리와 12h의 적경 차이가 나는 쌍둥이자리이다.

관련문제

1.태양의 연주 운동, 연주 시차, 별빛 스펙트럼의 연주 변화 중 지구 공전의 증거가 되지 못하는 것은 무엇인가? 정답 및 해설

정답

태양의 연주 운동

2.그림은 밤하늘 별자리들을 표시해 놓은 지도인 성도의 일부로, 황도와 그 주변에 위치한 별자리들을 나타낸 것이다. 서울에서 별자리를 관측할 때, 그림에 대해 바르게 해석한 것을 〈보기〉에서 모두 고른 것은?

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ㄱ. 태양은 황도 상을 서에서 동으로 이동한다.
ㄴ. 6월 말경 태양은 쌍둥이자리 부근에 위치한다.
ㄷ. 안드로메다자리는 가을철 밤하늘에서 볼 수 있다.
ㄹ. 여름철 밤에 독수리자리는 궁수자리보다 남중 고도가 낮다.

1. 1. ㄱ, ㄴ
2. 2. ㄴ, ㄷ
3. 3. ㄷ, ㄹ
4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
5. 5. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

정답

4

해설

북반구에서 여름철 밤에 적위 0˚ 부근인 독수리자리의 남중 고도가 적위 -25˚ 부근인 궁수자리의 남중 고도보다 높다.

각주

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해가 진 직후 서쪽 지평선 부근 또는 해가 뜨기 직전 동쪽 지평선 부근 별자리를 여러 날에 걸쳐 같은 시각에 관측해 보면, 다음 그림과 같이 별자리의 위치가 매일 조금씩 서쪽으로 옮겨 가는 것을 알 수 있다.

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태양과 별자리 사이의 각거리 변화

일년 동안 여러 달에 걸쳐 자세히 관찰해 보면, 별자리가 태양에 대하여 매일 서쪽으로 약 1°씩 옮겨가는데, 이렇게 움직이는 별자리는 정확히 1년 후 같은 자리로 돌아온다. 별자리의 이러한 움직임에 따라 우리가 볼 수 있는 별들은 계절마다 달라진다. 이러한 별자리의 움직임은 실은 지구가 태양 둘레를 공전하기 때문에 나타나는 현상이다. 하지만 이는 천구를 고정시켜 놓고 보면 태양이 천구 위를 매일 서에서 동으로 약 1°씩 움직이는 것으로 해석할 수 있다.
이와 같이 태양이 별자리들 사이를 서에서 동으로 하루에 약 1°씩 움직여 가며 1년마다 천구를 한 바퀴씩 도는 것을 태양의 연주 운동이라고 한다. 이때 태양이 천구 상에서 지나는 길을 황도라고 하고, 황도 주변의 12개 별자리를 황도 12궁이라고 한다.
태양의 연주 운동은 실제로 태양이 별자리 사이를 지나가는 것이 아니라, 지구가 1년에 한 번씩 태양 주위를 공전하기 때문에 일어나는 것으로, 지구의 공전에 따른 태양의 겉보기 운동이다.

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태양의 연주 운동과 황도 12궁

*천구 상에서 태양의 위치 찾기
태양은 늘 황도 상에서 움직이지만 밝은 햇빛 때문에 그 뒤쪽의 별자리들은 보이지 않는다. 그런데 어떻게 그 뒤의 별자리들을 알 수 있을까? 방법은 보름달을 통해 간접적으로 황도 상의 태양의 위치를 파악해 알아내게 된다. 보름달, 특히 개기 월식 때가 되면 태양이 달과 정반대 방향에 놓이는 점을 이용하는 것이다. 그런 이유로 계절마다 밤하늘에 보이는 별자리는 황도 상에서 태양의 위치와 반대 방향에 있는 것들이 보이게 된다.

천구와 황도

그림은 천구 상에서 태양이 지나는 길인 황도를 나타낸 것이다. 지구의 자전축은 공전 궤도면에 대해 66.5° 기울어 있어 황도는 천구의 적도와 두 점에서 만나게 된다. 태양이 황도를 따라 천구의 남반구에서 북반구로 올라가며 천구의 적도와 만나는 점을 춘분점, 북반구에서 남반구로 내려가며 천구의 적도와 만나는 점을 추분점이라고 한다. 또한, 태양이 천구 상에서 가장 북쪽에 놓이게 되는 점을 하지점, 가장 남쪽에 놓이게 되는 점을 동지점이라고 한다.
태양의 연주 운동에 따라 지구에서는 계절의 변화가 나타난다. 태양이 동지점에서 춘분점을 거쳐 하지점으로 가는 동안에 북반구에서는 낮의 길이가 점차 길어진다. 이 기간 동안 태양의 높이(적위)는 점점 높아지고, 이에 따라 햇빛을 받는 양도 많아져 계절은 겨울에서 봄을 거쳐 여름이 된다.
태양이 하지점에서 추분점을 거쳐 동지점으로 갈 때는 반대로 낮의 길이가 점점 짧아진다. 이때 태양의 높이(적위)는 점점 낮아지며 햇빛을 받는 양도 줄어들어, 계절은 여름에서 가을을 거쳐 겨울이 된다.
우리가 일상생활에서 사용하는 달력인 태양력은 이와 같은 태양의 연주 운동을 바탕으로 하여 만든 것이다. 달력에 표시된 24절기는 태양이 황도 상을 지나는 지점에 따라 우리나라에서 일어나는 대표적인 기상 현상이나 자연 현상을 나타낸 것이다.

	시기	밤낮의 길이
춘분	3월 22일경	밤낮이 같다.
하지	6월 22일경	낮이 가장 길다.
추분	9월 24일경	밤낮이 같다.
동지	12월 23일경	밤이 가장 길다.

1. 태양은 황도를 따라 하루에 약 몇 도(˚)씩 어느 방향으로 이동하는가?

하루에 약 1˚ 씩 동쪽으로 이동한다.

지점과 분점

지구의 자전축이 공전 궤도면에 대해 66.5° 기울어져 있기 때문에 황도는 천구의 적도에 대해 23.5° 기울어져 있다. 태양이 천구의 적도를 남쪽에서 북쪽으로 지나는 점을 춘분점, 태양이 천구의 적도에서 북쪽으로 가장 멀리 떨어진 점을 하지점, 태양이 천구의 적도를 북쪽에서 남쪽으로 지나는 점을 추분점, 태양이 천구의 적도에서 남쪽으로 가장 멀리 떨어진 점을 동지점이라 한다. 하지 때는 낮이 가장 길고 동지 때는 밤이 가장 길다. 춘분과 추분 때는 밤낮의 길이가 같다.

황도 주변의 별자리

다음 그림은 하늘의 별자리들을 표시한 성도이다. 점선은 태양이 1년 동안 천구 상에서 별자리 사이로 지나는 길인 황도를 나타낸다.

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1. 태양은 별자리들 사이에서 어느 방향으로 이동하는가?

태양은 황도를 따라 동쪽으로 이동한다.

2. 태양이 천구 상에서 가장 북쪽에 있을 때와 가장 남쪽에 있을 때는 각각 언제이며, 그때 태양의 높이(적위)는 얼마인가?

가장 북쪽에 있을 때는 하지 때, 가장 남쪽에 있을 때는 동지 때이다. 태양의 적위는 하지 때 +23.5˚, 동지 때 -23.5˚이다.

3. 태양이 천구 상에서 높이(적위) 0°인 곳에 위치해 있을 때, 지구에서 밤과 낮의 길이는 어느 쪽이 더 긴가?

태양의 적위가 0˚일 때는 춘분과 추분이며, 춘, 추분 때는 낮과 밤의 길이가 같다.

4. 태양이 궁수자리에 있을 무렵, 자정에 남쪽하늘에서 가장 잘 보이는 별자리는 어느 것인가?

궁수자리와 12h의 적경 차이가 나는 쌍둥이자리이다.

관련문제

1.태양의 연주 운동, 연주 시차, 별빛 스펙트럼의 연주 변화 중 지구 공전의 증거가 되지 못하는 것은 무엇인가? 정답 및 해설

정답

태양의 연주 운동

2.그림은 밤하늘 별자리들을 표시해 놓은 지도인 성도의 일부로, 황도와 그 주변에 위치한 별자리들을 나타낸 것이다. 서울에서 별자리를 관측할 때, 그림에 대해 바르게 해석한 것을 〈보기〉에서 모두 고른 것은?

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ㄱ. 태양은 황도 상을 서에서 동으로 이동한다.
ㄴ. 6월 말경 태양은 쌍둥이자리 부근에 위치한다.
ㄷ. 안드로메다자리는 가을철 밤하늘에서 볼 수 있다.
ㄹ. 여름철 밤에 독수리자리는 궁수자리보다 남중 고도가 낮다.

1. 1. ㄱ, ㄴ
2. 2. ㄴ, ㄷ
3. 3. ㄷ, ㄹ
4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
5. 5. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

정답

4

해설

북반구에서 여름철 밤에 적위 0˚ 부근인 독수리자리의 남중 고도가 적위 -25˚ 부근인 궁수자리의 남중 고도보다 높다.

각주

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