개기, 금환, 일식, 월식을 어떻게 구분할 수 있을까요?

일반적으로, 일식과 월식은 두 가지 주요 유형으로 나뉩니다. 일식은 달이 지구와 태양 사이를 지나가면서 지구 표면에 이동하는 그림자 영역을 남길 때 발생합니다. 반면, 월식은 지구가 태양과 달 사이를 지나가면서 달에 그림자를 드리울 때 발생합니다.

 

일식은 개기일식과 금환일식 두 가지로 분류될 수 있습니다. 개기일식은 달이 태양을 완전히 가리는 경우이며, 금환일식은 달이 태양의 외곽 고리 부분을 제외한 나머지를 가리는 경우를 말합니다. 이러한 차이는 세 천체 간의 거리 차이에 따라 결정됩니다. 지구는 타원 궤도를 따라 태양 주위를 공전하고, 달 역시 지구 주위를 타원 궤도를 따라 공전하기 때문에 이들 천체 간의 거리가 계속 변합니다.

 

태양이 지구에 가장 가까워지고 달이 지구에서 가장 멀리 떨어진 상태에 가까울 때, 달은 하늘에서 태양보다 작게 보입니다. 이 상태에서 일식이 발생하면, 달이 태양 원반을 완전히 덮을 만큼 충분히 크지 않아 태양의 외곽 고리가 남게 되며, 이것이 바로 금환일식입니다.

[그림 3: 태양의 일식] 달의 그림자가 지구 표면 위를 가로지르는 모습. 진하게 음영 처리된 영역(본그림자, umbra)에서는 개기일식이 관찰되며, 밝게 음영 처리된 영역(반그림자, penumbra)에서는 부분일식이 관찰됩니다. 지구의 반대편 음영 처리된 부분은 밤의 어둠을 나타냅니다. (천체의 크기와 거리 비율은 실제와 다릅니다.)

한편, 금환월식은 존재하지 않습니다. 이는 지구가 달보다 훨씬 크기 때문에, 지구의 그림자가 달에 드리워질 때 고리를 남길 만큼 작아질 수 없기 때문입니다. 그러나 달은 개기월식을 경험할 수 있습니다. 개기월식이 발생할 경우, 달은 약 2시간 동안 지구가 만든 본그림자(umbra)를 통과하게 됩니다. 이때 달은 완전히 어두워지지 않는 경우가 많으며, 종종 붉은 색을 띠게 됩니다. 이는 태양빛 중 붉은색에 가까운 파장이 지구 대기를 통과하면서 굴절되어 본그림자 안으로 들어가 달에 도달하기 때문입니다.

일식과 월식 모두 부분일식 형태로도 발생할 수 있습니다. 일식의 경우, 이는 종종 관찰자가 위치한 장소에 따라 달라집니다. 부분일식은 본그림자(umbra), 즉 개기일식 경로 밖에 위치하지만, 반그림자(penumbra)라는 더 큰 그림자 영역 내에 머무르는 관찰자에게 관측될 수 있습니다. 반그림자는 일부 빛이 여전히 통과할 수 있는 약한 그림자 영역입니다. 또한, 달의 반그림자가 지구에 도달하지만 본그림자가 도달하지 않을 때에도 태양의 부분일식이 발생할 수 있습니다.

 

달의 부분월식은 달이 지구의 본그림자 일부나 반그림자만을 통과할 때 발생합니다. 다만, 반영식(penumbral lunar eclipse)은 지구의 반그림자가 매우 희미하기 때문에 관찰하기 어렵습니다. 또한, 달은 지구보다 훨씬 작기 때문에 월식에는 개기일식에서와 같은 본그림자 경로가 존재하지 않습니다. 월식은 월식이 발생할 때 지구의 야간 쪽에 위치한 모든 관찰자에게 보일 수 있습니다.

[그림 1: 달의 월식] 달이 지구를 중심으로 공전하면서 지구의 그림자 안으로 진입하는 모습. 본그림자(umbra)는 완전한 그림자 영역이며, 반그림자(penumbra)는 부분 그림자 영역입니다. (천체의 크기와 거리 비율은 실제와 다릅니다.)

 

개기일식은 약 18개월마다 지구의 어딘가에서 발생하지만, 특정 지구상의 임의의 지점에서 이 현상이 발생하는 평균 주기는 거의 400년에 한 번 정도입니다. 그러나 지구 전체적으로 보면, 일식은 월식보다 실제로 더 자주 발생합니다. 예를 들어, 개기일식과 금환일식은 약 5~6개월마다 한 번씩 일어납니다.

 

반면, 월식은 지구의 특정 지역에서 연간 한 번 정도 발생합니다. 그럼에도 불구하고, 일식은 동시에 지구의 극히 제한된 지역에서만 관찰될 수 있는 반면, 월식은 지구의 한쪽 반구 전체에서 관찰될 수 있기 때문에, 일식이 월식보다 덜 빈번하게 느껴질 수 있습니다.