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아사프 홀

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목차

1. 개요

아사프 홀은 1877년 화성의 위성 포보스와 데이모스를 발견한 미국의 천문학자이다. 그는 1856년 하버드 대학교 천문대에서 궤도 계산 전문가로 일하기 시작했으며, 이후 미국 해군 천문대에서 교수로 재직하며 1875년 당시 세계에서 가장 큰 굴절 망원경으로 연구를 수행했다. 홀은 또한 토성의 흰 점을 발견하고, 토성 위성 하이페리온의 궤도 운동을 밝혀내는 등 다양한 천문학적 업적을 남겼다. 그는 1878년 라랑드 상, 1879년 영국 왕립 천문학회 금메달 등을 수상했으며, 달과 포보스의 크레이터, 소행성 등에 그의 이름이 붙여졌다.

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아사프 홀 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1899년 USNO에서 홀의 모습
이름아사프 홀
원어 이름Asaph Hall
개인 정보
출생1829년 10월 15일
출생지미국 코네티컷주 고센
사망1907년 11월 22일 (78세)
사망지미국 메릴랜드주 아나폴리스
국적미국
배우자앤절린 스티크니 (1856년 결혼, 1892년 사별)
메리 고티에 (1901년 결혼)
자녀4명 (아사프 홀 주니어, 퍼시벌 홀 포함)
학력
모교뉴욕 센트럴 칼리지, 맥그로빌
경력
직업천문학자
분야천문학
업적
주요 업적화성의 위성 발견

2. 생애

코네티컷주 고센에서 시계 제작자 아사프 홀 2세(1800–1842)와 한나 팔머(1804–1880)의 아들로 태어났다. 그의 할아버지 아사프 홀 1세(1735–1800)는 미국 독립 전쟁 장교이자 코네티컷 주의회 의원이었다.[2][3] 홀은 13세 때 아버지를 여의고 가계가 어려워져 16세에 학교를 그만두고 목수 견습생이 되었다. 이후 뉴욕 센트럴 칼리지 (맥그로)에 입학하여 수학을 공부했으며, 그곳에서 기하학과 독일어 강사였던 안젤린 스틱니를 만나 1856년 결혼했다. 안젤린 스틱니는 훗날 홀이 화성의 위성을 발견할 때 격려한 일화로 알려져 있다.

1856년 매사추세츠주 케임브리지에 있는 하버드 대학교 천문대에서 일자리를 얻어 궤도 계산 전문가가 되었다. 1862년 워싱턴 D.C.의 미국 해군 천문대에서 보조 천문학자로 임명되었고, 1년 뒤 교수가 되었다.[2] 그는 1891년 은퇴할 때까지 이곳에서 주로 쌍성의 궤도, 별의 시차 측정, 행성천문학 연구에 매진했다.

1872년 6월 5일, 홀은 과학 저널 ''수학 메신저''에 "π의 실험적 결정에 관하여"라는 논문을 발표했다.[4] 이 논문은 친구인 O.C. 폭스 대위가 불런 전투에서 입은 부상에서 회복하는 동안 수행한 무작위 표본 추출 실험 결과를 담고 있다. 실험은 평행선이 그어진 나무판 위에 가는 강철 철사를 무작위로 반복해서 던지는 방식으로 진행되었으며, 이를 통해 뷔퐁의 바늘 문제의 해법을 실험적으로 구하고자 했다. 이 연구는 과학적 탐구에서 무작위 표본 추출(훗날 몬테카를로 방법으로 명명됨)을 활용한 초창기 사례 중 하나로 평가받는다.

1875년 홀은 당시 세계에서 가장 큰 굴절 망원경이었던 미국 해군 천문대의 약 66.04cm 망원경 책임자가 되었고, 이 망원경을 사용하여 1877년 8월 화성의 두 위성인 포보스와 데이모스를 발견하는 쾌거를 이루었다. 또한 토성 표면의 흰 점을 관측하여 토성의 자전 주기를 확인했으며, 1884년에는 토성의 위성 하이페리온의 타원 궤도가 매년 약 20°씩 역행 운동함을 밝혀냈다. 이 외에도 별의 시차 측정과 플레이아데스 성단에 속한 별들의 위치를 정밀하게 조사했다. 그는 1875년 해군 천문대에서 헨리 S. 프리체트의 견습 지도를 맡기도 했다.

홀은 아내 안젤린 스틱니와의 사이에서 네 명의 자녀를 두었다.

이름생몰년직업 및 활동
아사프 홀 2세1859–1930천문학자
새뮤얼 스틱니 홀1864–1936뮤추얼 생명 보험 회사 근무
안젤로 홀1868–1922유니테리언 목사, 미국 해군사관학교 수학 교수
퍼시벌 홀1872–1953갤러디 대학교 총장



아내 안젤린은 1892년에 사망했다. 홀은 해군 천문대에서 은퇴한 후 1896년부터 1901년까지 하버드 대학교에서 천문학 교수로 재직했으며, 1901년 코네티컷주 고센으로 완전히 은퇴한 뒤 메리 고티에와 재혼했다.

1907년 11월, 아들 안젤로를 만나기 위해 메릴랜드주 아나폴리스를 방문했다가 그곳에서 사망했다.

그의 업적을 기려 달의 홀 크레이터와 포보스의 동명의 크레이터, 그리고 소행성 아사프[14]와 홀[15]이 그의 이름으로 명명되었다. 포보스에서 가장 큰 크레이터(직경 10km)는 그의 첫 아내 안젤린의 결혼 전 성을 따서 스틱니 크레이터로 이름 붙여졌다.

3. 업적

아사프 홀은 주로 위치천문학 연구에 전념하며 천문학 발전에 기여했다. 그의 주요 업적은 행성 및 위성의 궤도를 정밀하게 계산하고, 쌍성의 운동을 분석하며, 항성의 시차를 측정하는 등 다양하다.[2][3]

특히 1877년, 미국 해군 천문대에 설치된 당시 세계 최대 구경의 66cm 굴절 망원경(적도의)을 이용하여 화성의 두 위성인 포보스와 데이모스를 발견한 것은 그의 가장 중요한 성과로 꼽힌다.[5][6][7][8] (자세한 내용은 #화성의 위성 발견 참조)

이 외에도 홀은 토성의 표면 특징 관측을 통해 자전 주기를 계산하고, 토성의 위성 하이페리온의 특이한 궤도 운동을 밝혀내는 등 태양계 천체 연구에 중요한 기여를 했다. 또한 플레이아데스 성단과 같은 항성 집단의 정밀한 위치 측정 연구를 수행했으며, 뷔퐁의 바늘 문제에 대한 실험적 접근을 통해 초기 몬테카를로 방법의 사례를 제시하기도 했다.[4] 나아가 태양의 인력이 거리의 제곱에 정확히 반비례하지 않을 수도 있다는 가설을 제기하여, 뉴턴 역학의 원리에 대한 새로운 논의의 단서를 제공하기도 했다. (자세한 내용은 #기타 업적 참조)

3. 1. 화성의 위성 발견

1877년 화성이 지구에 가장 가까이 접근했을 때, 홀은 아내 앤젤린 스틱니의 격려에 힘입어 화성의 위성을 찾기 시작했다. 그는 위성의 궤도가 화성에 매우 가까울 것이라고 계산했으며, "위성을 발견할 가능성은 매우 희박해 보였고, 아내의 격려가 없었다면 수색을 포기했을지도 모른다"고 회고하였다.[5]

홀은 워싱턴 D.C.에 있는 미국 해군 천문대에서 지름 66cm 적도의를 사용하여 관측을 진행했다. 그는 1877년 8월 12일 약 07시 48분 UTC에 데이모스를 발견했고, 1877년 8월 18일 약 09시 14분 GMT에 포보스를 발견했다.[6][7][8] 당시 천문학계 관례(1925년 이전까지 정오를 하루의 시작으로 간주)에 따른 기록으로는 데이모스는 8월 11일 14시 40분, 포보스는 8월 17일 16시 06분 워싱턴 평균시에 발견된 것으로 표기되었다.[6][7][8] 홀은 의도적으로 화성의 위성을 찾고 있었으며, 8월 10일에도 위성으로 추정되는 천체를 관측했으나 악천후로 인해 며칠이 지나서야 확실하게 식별할 수 있었다.

화성 위성 발견에 사용된 망원경


홀은 포보스 발견 과정을 자신의 노트에 다음과 같이 상세히 기록했다:[9]



나는 11일 밤 초반에 조사를 반복했지만 아무것도 찾지 못했고, 몇 시간 후에 다시 시도했을 때 행성의 반대편 약간 북쪽에 희미한 물체를 발견했다. 강에서 안개가 덮쳐 작업을 중단하기 전에 겨우 그 위치를 관측할 시간을 확보했다. 이것은 11일 밤 2시 30분에 일어났다. 며칠 동안 흐린 날씨가 이어졌다.


15일 날씨가 더 좋아 보였고, 나는 천문대에서 잠을 잤다. 밤 11시에 뇌우와 함께 하늘이 맑아졌고 수색이 재개되었다. 그러나 대기의 상태가 매우 좋지 않았고 화성이 너무 밝고 불안정해서 당시 행성에 너무 가까워 보이지 않는 물체를 볼 수 없었다.


16일 그 물체가 행성의 반대편에서 다시 발견되었고, 그날 밤의 관측 결과 그것이 행성과 함께 움직이고 있으며, 위성이라면 그 신장(elongation)에 가까이 있다는 것을 보여주었다. 이 때까지 나는 천문대에서 화성의 위성 수색에 대해 아무에게도 말하지 않았지만, 16일 이 관측 후 오전 3시경에 천문대를 떠나면서 그 물체를 보여준 조수 조지 앤더슨에게 화성의 위성을 발견한 것 같다고 말했다. 나는 또한 의심의 여지가 없을 때까지 아무 말도 하지 않기를 바랐기 때문에 그에게 조용히 하라고 말했다. 그는 아무 말도 하지 않았지만, 너무 좋은 일이라 참을 수 없었고 내가 직접 말해 버렸다. 17일 오전 1시에서 2시 사이에 관측값을 줄이는 동안 뉴컴 교수가 점심을 먹으러 내 방에 들어와서 화성 근처의 희미한 물체에 대한 내 측정을 보여주었고, 그것이 행성과 함께 움직인다는 것을 증명했다.


17일 바깥쪽 위성(데이모스)을 기다리고 관찰하는 동안 안쪽 위성(포보스)이 발견되었다. 17일과 18일의 관측을 통해 이 물체의 특성에 대한 의심이 없어졌고 로저스 제독에 의해 발견이 공식적으로 발표되었다.



확장된 후, 워싱턴 D.C. 조지타운 지역에 있는 홀의 이전 집. 앞 계단에 있는 앤젤린과 두 명의 작업자를 주목하라.

3. 2. 기타 업적

아사프 홀은 주로 위치천문학 연구에 전념하며 다양한 업적을 남겼다.[2][3] 그는 행성과 위성의 궤도를 정밀하게 계산하고, 쌍성의 운동을 연구했으며, 항성의 시차를 측정하는 데 기여했다. 하버드 대학교 천문대에서 근무하며 궤도 계산 전문가로 명성을 쌓았고, 이후 미국 해군 천문대로 옮겨 연구를 이어갔다.

1872년에는 친구인 오.C. 폭스 대위가 수행한 실험 결과를 바탕으로 "π의 실험적 결정에 관하여"라는 논문을 발표했다.[4] 이는 평행선이 그려진 평면에 강철 와이어를 무작위로 던져 교차 횟수를 세는 방식으로 π 값을 근사하는 실험이었다. 이 실험은 뷔퐁의 바늘 문제에 대한 실제 적용 사례이자, 훗날 몬테카를로 방법으로 알려진 무작위 표본 추출 기법을 과학 연구에 활용한 초기 사례 중 하나로 평가받는다.

또한 홀은 토성 표면의 흰 점을 발견하고 이를 이용해 토성의 자전 주기를 확인했다. 1884년에는 토성의 위성 하이페리온의 타원 궤도 위치가 매년 약 20°씩 역행 운동한다는 사실을 밝혀냈다. 이 외에도 플레이아데스 성단에 속한 별들의 위치를 정밀하게 조사하는 연구를 수행했다.

그는 태양의 인력이 거리의 제곱에 정확히 반비례하지 않을 수도 있다는 가설을 제시하여, 뉴턴의 만유인력의 법칙을 수정할 가능성을 열어두기도 했다. 또한, 1875년 해군 천문대에서 헨리 S. 프리체트의 견습을 지도하며 후학 양성에도 기여했다.

그의 업적을 기려 달의 크레이터와 화성의 위성 포보스의 크레이터에 그의 이름이 붙여졌으며, 소행성 (2023)아사프[14]와 (3299)홀[15] 역시 그의 이름을 딴 것이다. 포보스에서 가장 큰 크레이터(지름 10km)는 그의 아내 안젤린 스틱니의 결혼 전 성을 따 스틱니 크레이터로 명명되었다.

4. 수상 및 영예

홀의 영국 왕립 천문학회 금메달


홀은 천문학 분야에서의 공로를 인정받아 다수의 상을 수상하고 여러 학회에서 활동했다. 1878년 미국 철학 학회의 회원으로 선출되었으며,[10] 같은 해 프랑스 과학 아카데미로부터 라랑드 상을 받았다.[11] 1879년에는 영국 왕립 천문학회 금메달을 수상했고,[11] 1885년에는 워싱턴 철학회 회장을 역임했다.[12] 이후 1893년 아라고 메달을 받았으며, 1896년에는 프랑스 정부로부터 레지옹 도뇌르 훈장 슈발리에 등급을 받았다.[11]

그의 업적을 기리기 위해 달의 홀 충돌구와 화성의 위성 포보스에 있는 홀 충돌구[13]에 그의 이름이 붙여졌다.
주요 수상 내역

참조

[1] 서적 Solar System Moons: Discovery and Mythology Springer
[2] 문서 Connecticut Revolutionary War Lists, 1775–1783
[3] 문서 Heads of families at the first U.S. census U.S. Bureau of the Census
[4] 학술지 On an experimental determination of \pi https://gdz.sub.uni-[...] 1873
[5] 문서 Observations and orbits of the satellites of Mars Government Printing Office
[6] 웹사이트 Notes: The Satellites of Mars http://adsabs.harvar[...] The Observatory, Vol. 1, No. 6 2006-09-12
[7] 웹사이트 Observations of the Satellites of Mars http://adsabs.harvar[...] Astronomische Nachrichten, Vol. 91, No. 2161 2006-09-12
[8] 간행물 A Catalogue of Ground-Based Astrometric Observations of the Martian Satellites, 1877-1982 http://adsabs.harvar[...] 1989-02
[9] 학술지 The Discovery of the Satellites of Mars http://adsabs.harvar[...] 2006-09-12
[10] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2021-05-10
[11] 뉴스 Asaph Hall obituary by W.S. Eichelberger, published in Astronomische Nachrichten, 1908 http://articles.adsa[...]
[12] 웹사이트 Past Presidents https://pswscience.o[...] 2022-06-22
[13] 웹사이트 Phobos - Viking 1 Orbiter http://nssdc.gsfc.na[...]
[14] 웹사이트 (2023) Asaph = 1952 SA https://minorplanetc[...] MPC 2021-08-13
[15] 웹사이트 (3299) Hall = 1980 TX5 = 1982 FB1 https://minorplanetc[...] MPC 2021-08-13
[16] 서적 Solar System Moons: Discovery and Mythology Springer


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