별이 키라키라 도키도키 하다는데

도키도키한건 잘 모르겠고 실제로 별이 반짝반짝 거리기는 한다

대체 별은 왜 반짝거리는 것일까

대기가 요동치면서 별빛을 살짝 꺾어서 아지랑이처럼 일렁이기는 하지만

이건 일렁이는거지 반짝거리는게 아니므로 여기선 좀 다른 얘기를 할거임

(여기서 더 알고 싶다면 시상 혹은 Atmospheric seeing으로 검색)

교과서나 인터넷에서 본 별 사진들은 대개 이렇게 반짝거리는 십자 무늬를 가진다

그러면 정말 별이 십자 방향으로 광선을 내뿜는걸까? 그건 아니다

별은 우리 태양처럼 둥근 모양을 하니까 원래는 동그래야 한다. 우리가 보는 과정에서 저런 무늬가 생겨남.

물리를 배운 여고생 방붕이라면 이런 빛의 회절을 배웠을거임

빛은 어떤 틈을 지나면 회절이라는 현상으로 특유의 무늬를 만든다.

위의 사진에서는 틈 두개가 저런 줄무늬 모양을 만드는 예시

실제 망원경은 틈 두개가 아니라 동그란 모양을 하고 있다.

동그란 망원경 사이를 빛이 지나갈 때 생기는 회절 무늬는 아래와 같이 된다.

왜 저런 모양이 나오는지 수학적인 유도도 가능한데 너무 어려운 내용이라 패스

Airy disk 라고 함 ㅇㅇ

그런데 거울을 쓰는 대부분의 망원경은 하나가 아니라 두개 또는 세개 이상의 거울을 가지고 있다.

두번째 거울이 허공에 떠있을 수는 없으니까 중간에 지지대를 붙이는데,

이 지지대의 모양이 또 빛의 회절을 일으켜서 무늬를 변화시킨다.

여러 지지대의 모양에 대해서 광학적인 계산을 하면

원래 점 모양이었던 빛이 망원경을 지나면서 저런 무늬로 퍼져 보임을 확인할 수 있다

대개 십자 모양의 지지대를 많이 쓰고, 교과서에서 보는 허블 망원경도 저런 십자 지지대를 씀

그래서 우리가 보는 별 사진은 별이 점이 아니라 십자 모양으로 퍼져 보인다.

Q : 그러면 망원경을 돌리면 저 십자 모양도 같이 돌아감?

A : ㅇㅇ

Q : 그러면 지지대가 없으면 저런 모양이 안 생김?

A : 실제로 거울 대신 렌즈를 쓰는 망원경은 중간에 가로막는게 없어서 별이 그냥 동그랗게 보인다 ㅇㅇ

여기서 의문을 더 갖는 방붕이들이 있을 것이다

우리가 아는 별은 ★ 모양이 아닌가? 내가 봤을때는 십자 모양이 아니던데?

우리 눈에는 저런 십자 지지대가 없지 않나?

옛날 그림을 보면 별을 저렇게 그리던데 왜 그런거지??

실은 사람 눈의 렌즈는 형성되는 과정에서 저런 거미줄같은 접합부가 남는다

아까 망원경에 대해 회절 무늬를 계산한 것과 같은 방법으로

우리 눈 내부에 있는 suture lines에 대해 회절 무늬를 계산하면 오른쪽 아래 그림과 같은 뾰족뾰족한 모습이 된다.

그래서 우리가 맨눈으로 볼 때 별이 이 아닌 ★ 모양으로 보이는 것

한번 별을 볼 기회가 되면 고개를 갸우뚱 하면서 기울여봐라

우리 눈 안의 구조 때문에 생기는 것이기 때문에

고개를 기울이면 별의 반짝거리는 선의 방향도 똑같이 따라 돌아가는걸 볼 수 있음

심심해서 걍 써봤는데 읽느라 수고많았다

다음에 별의 고동을 생각하며 떠올리면 될듯

+ 사진 찍는 방붕이들은 야경 찍을때

조리개를 조이면 쨍하게 빛이 갈라져 보이잖음

조리개가 6, 8, 10... 장이면 빛도 6, 8, 10... 개로 갈라져 보이고

조리개가 5, 7, 9... 장이면 빛은 10, 14, 18... 개로 갈라져 보인다

그래서 사진만 보고도 몇 매 조리개를 차용했는지 알아낼 수 있는데

이때도 정확히 같은 회절에 의한 현상임 ㅇㅇ