천문대

천문대(天文臺, Astronomical observatory)는 천체 현상을 관측하고 연구할 수 있는 시설물이다.

과거에는 단순히 별을 목측(目測)하거나 천체를 관측하는 사람이 단독으로 별을 관측하는 곳도 천문대라고 하였으나 현대의 천문대는 기본적으로 관측을 위한 망원경 시설과 여기에 붙어있는 기계장치, 촬영장치, 분석장치, 컴퓨터 등의 복잡한 장비들을 설비하고 체계화된 천체 관측 연구를 수행하는 것이 일반적이다.

역사

고대에는 딱히 천문대라고 할 만한 것의 정의가 특별하게 있지는 않았다. 다만 천문학이라는 것이 점차 중요하게 되면서 별을 관측하기 위한 최적의 장소를 찾는 것은 어느 문화권이나 모두 비슷하게 나타난 현상이다. 이러한 역할을 했던 것으로 추정되는 시설 중 가장 오래된 것은 영국에 있는 스톤헨지로 그 역사는 대략 기원전 25세기경까지 거슬러올라간다. 아무튼 대체로 이 고대에서 중세까지의 천문대는 그냥 좀 높은 곳에 올라가서 별을 바라보거나 경우에 따라서는 직접 높은 곳을 인공적으로 설치하여서 별을 눈으로 직접 관측하는 방식이었다. 이러한 방식의 대표적인 사례가 바로 인도의 자이푸르에 있는 잔다르 만타르이다.

정확한 천체의 위치를 알기 위한 기기를 사용하여서 천체를 관측한 기록은 기원전 1세기 경 로도스의 히파르코스 천문대로 알려져 있다. 이 곳에서 현재까지도 그 기본 개념이 그대로 사용되는 별의 밝기 등급체계가 성립되고 지구의 세차운동이 발견되었다.

중세시기에는 아랍쪽의 천문대가 발달하였는데 이미 9~10세기 다마스쿠스와 바그다드에는 현대적 의미의 천문대의 역할과 견주어도 손색이 없는 수준의 천문대가 건설되었고,망원경 이전의 도구였던 사분의를 이용한 관측이 활발히 이루어졌었다. 유럽에서는 덴마크에서 티코 브라헤를 위해 지은 우라니보르 천문대가 망원경 이전에 세워진 도구이며, 이후 망원경이 천체 관측에 도입되면서 그리니치 천문대, 파리 천문대등의 근대적인 천문 관측 시설을 갖춘 천문대들이 들어서게 되면서 점차 현대 천문대의 모습에 가까운 형태를 갖추어 나가게 되었다.

한국의 천문대 역사

이와 관련한 내용은 천문학에서 볼 수 있습니다.

한반도에서는 첨성대의 기록으로 보아 적어도 삼국시대 무렵부터 천문대 역할을 하는 장소나 건물이 있었다고 짐작할 수 있으며, 고려를 지나 조선시대에는 서운간과 간의대 통해서 별을 관측했다는 기록이 있어왔다. 다만 이후에 임진왜란을 비롯한 전란과 일제강점기를 거치면서 현대 천문학을 받아들이는 맥락 자체가 끊어져 버리게 되었었다.

이후 현대적 의미의 천문대가 한국에 들어선 것은 1978년 준공된 소백산 천문대로 구경 61cm인 반사망원경이 설치되면서 현대적인 천문관측이 가능하게 되었다. 물론 이 61cm라는 것은 상당히 소구경의 반사망원경에 속하는 것으로 관측에는 한계가 발생하게 되었고, 이후 1996년에 보현산 천문대에 구경 1.8m의 반사망원경이 들어서게 되었고, 이는 2015년 현재까지도 한국에서 가장 큰 구경의 반사망원경에 해당한다. 다만 구경의 한계를 극복하기 위하여 천문연구원에서는 국제 컨소시엄의 형식으로 GMT(Giant Magellan Telescope) 프로젝트와 KMTNet 프로젝트에 참여하면서 세계적인 흐름에 동참하는 추세이다.

여담으로 보현산 천문대의 반사망원경은 만원짜리 지폐 뒤쪽에도 등장한다.

천체망원경

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천체를 관측하기 위한 가장 기본적인 장비이다. 광학적으로는 광학망원경과 전파망원경으로 구분하며, 형식에 따라서는 굴절망원경과 반사망원경으로, 거치 형식에 따라서는 자오의식, 경위대식, 적도의식으로 구분한다.

망원경의 거치 방식

• 자오의식 : 망원경의 거치축이 완벽하게 동서방향이면서 수평으로 설치하여 망원경의 관측 방향이 남북방향으로만 고정되게 만든 방식이다. 일반적인 망원경에서는 거의 쓰이지 않으며, 항성시 측정을 위한 자오의와 같이 특수한 경우에만 사용하고 있다.
• 경위대식 : 경위의식, 영어로는 altazimuth라고도 한다. 수평축과 수직축 모두를 움직일 수 있는 것으로 주로 천문대의 대형 망원경에 많이 사용된다.
• 적도의식 : 경위대식의 경우 조작이 간편하다는 장점이 있지만 천체라는 것이 시간에 따라서 계속 그 위치가 변화하기 때문에 지속적으로 망원경의 위치를 수동으로 조작해 가면서 천체를 추적해야 한다는 단점이 있다. 적도의식은 지구 자전축과 평행한 극축과 그에 대해 직각인 적위축으로 망원경을 조절하는 가대 위에 망원경을 거치한 뒤 기계장치를 통해 천체를 추적할 수 있는 방식으로 적경축을 천구의 북극(남반구에서는 남극)에다가 고정시켜 두고 적경축만 움직이면 장시간동안의 천체 추적이 가능하다는 장점이 있지만 구경 대비 무게가 무거워지고 대형화할 경우 그에 비례해서 덩치가 무지막지하게 커지는 단점이 있어서 대형 망원경에는 적용이 어려운 단점이 있다. 실제로 망원경의 구경이 1미터만 넘어가면 적도의식 방식으로는 그 2배 이상의 공간이 더 커지고 비용까지 증가하게 된다. 적도의식은 다시 독일식과 포크식 두 가지 방식이 존재한다.