정중
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1. 개요
정중은 천체가 천구의 자오선을 통과하는 현상을 의미하며, 하루에 두 번 발생한다. 극상 정중과 극하 정중으로 구분되며, 일본에서는 남중과 북중이라는 용어를 사용하기도 한다. 천체의 고도, 즉 남중 고도는 천체의 적위와 관측점의 위도를 통해 계산할 수 있다. 정중 현상은 관찰자의 위도와 천체의 적위에 따라 달라지며, 주극성 여부와 지평선 아래 정중 여부도 이와 관련된다. 정중 주기는 항성일과 태양일의 차이로 인해 발생하며, 태양의 경우 남중 시각은 지역에 따라 차이가 발생한다.
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| 정중 | |
|---|---|
| 천문학적 현상 | |
| 정의 | 천체의 자오선 통과 |
| 관련 용어 | |
| 남중 | 천체가 관측자의 자오선을 통과할 때 고도가 가장 높아지는 현상 |
| 북중 | 천체가 관측자의 자오선을 통과할 때 고도가 가장 낮아지는 현상 |
| 시간 | 항성시에서, 어떤 위치의 자오선이 지구상의 한 점을 통과하는 시간 |
| 계산 | |
| 고도 (A) | 90° − L + δ (L은 관측자의 위도, δ는 천체의 적위) |
2. 고도에 따른 분류
천체가 자오선을 통과할 때의 고도에 따라 위쪽 자오선 통과와 아래쪽 자오선 통과로 구분한다.
천정을 포함하는 쪽의 반원을 통과할 때를 극상 정중, 천정을 포함하지 않는 쪽의 반원을 통과할 때를 극하 정중이라고 한다. 천구의 북극 부근에서는 모두 지평선상, 천구의 남극 부근에서는 모두 지평선 아래에 있지만, 기본적으로 극상 정중만이 지평선상에 있다. 단순히 "정중"이라고 말할 때는 극상 정중을 가리키는 경우가 많다.
일본에서는 정남쪽을 포함하는 반원을 통과할 때를 '''남중''', 정북을 포함하는 반원을 통과할 때를 '''북중'''이라고 한다. 기본적으로 남중은 남에서, 북중은 북에서 일어나지만, 천구의 북극 부근에서는 모두 북에서, 천구의 남극 부근에서는 모두 남에서 일어난다. 북반구에서는 극상 정중이 남중, 극하 정중이 북중이다. 남반구에서는 이론상으로는 그 반대가 되어야 하지만, 남중·북중이라는 용어가 일본 고유의 것이므로, 화제가 되는 경우는 적다.
천체가 남중했을 때의 고도 (지평선에서의 각도)를 '''남중 고도'''라고 한다. 천체의 적위와 관측점의 위도를 더하면 얻을 수 있다. 단, 더해서 90°를 넘은 경우에는, 그 보각(180°에서 뺀 결과)을 취한다.
별자리에 대해 이 말을 사용하는 경우가 있는데, 별자리의 경우에는 넓이가 있으므로, 그 별자리의 중앙 부근에 있는 대표적인 별이 정중했을 때를 그 별자리가 정중했다고 한다.
2. 1. 위쪽 자오선 통과
위쪽 자오선 통과(upper culmination)는 천체가 지구의 자전으로 인해 천구의 북극(남극) 위쪽으로 자오선을 통과하는 현상이다. 상방 자오선 통과, 상경과(上經過), 상방 경과(上方 經過), 상방 정중(上方 正中)이라고도 한다. 이때의 고도를 최고 고도라고 한다.2. 2. 아래쪽 자오선 통과
아래쪽 자오선 통과는 지구의 자전으로 천체가 천구의 북극(남극) 아래쪽으로 자오선을 통과하는 것을 말한다. 하방 자오선 통과, 하경과(下經過), 하방 경과(下方 經過), 하방 정중(下方 正中)이라고도 한다. 그리고 이때의 고도를 최저 고도라고 한다. 천정을 포함하지 않는 쪽의 반원을 통과할 때를 극하 정중이라고 한다.3. 위치에 따른 분류
천체가 자오선을 통과할 때의 위치에 따라 남중과 북중으로 구분한다. 천구상에서 거의 운동하지 않는 천체는 하루에 두 번 정중하는데, 즉 자오선을 천구의 북극과 천구의 남극으로 나눈 각각의 반원을 한 번씩 통과한다. 단, 적위가 높지 않은 경우, 그 중 한쪽은 지평선 아래에 있다.
천정을 포함하는 쪽의 반원을 통과할 때를 '''극상 정중''', 천정을 포함하지 않는 쪽의 반원을 통과할 때를 '''극하 정중'''이라고 한다. 기본적으로 극상 정중만이 지평선상에 있으며, 단순히 "정중"이라고 말할 때는 극상 정중을 가리키는 경우가 많다.
3. 1. 남중
남중(南中)은 천체가 지구의 자전으로 인해 천구의 진남(眞南)을 지날 때를 말한다. 이때의 고도를 남중고도라고 한다.일본에서는 정남을 포함하는 반원을 통과할 때를 남중, 정북을 포함하는 반원을 통과할 때를 북중이라고 한다. 북반구에서는 극상 정중이 남중, 극하 정중이 북중이다.
천체가 남중했을 때의 고도 (지평선에서의 각도)를 남중 고도라고 한다. 천체의 적위와 관측점의 위도를 더하면 얻을 수 있다. 단, 더해서 90°를 넘은 경우에는, 그 보각(180°에서 뺀 결과)을 취한다.
별자리에 대해 이 말을 사용하는 경우가 있는데, 별자리의 경우에는 넓이가 있으므로, 그 별자리의 중앙 부근에 있는 대표적인 별이 정중했을 때를 그 별자리가 정중했다고 한다.
정중 중에서 태양의 남중을 문제 삼는 경우가 많다.[10]
3. 2. 북중
은 지구의 자전으로 천체가 천구의 진북(眞北)을 지날 때를 말하며, 이때의 고도를 북중고도라고 한다. 일본에서는 정북을 포함하는 반원을 통과할 때를 '''북중'''이라고 한다. 기본적으로 북중은 북에서 일어나지만, 천구의 북극 부근에서는 모두 북에서 일어난다. 북반구에서는 극하 정중이 북중이다.4. 정중의 조건
관찰자의 위도(''L'')와 천체의 적위(''δ'')에 따라 정중 현상은 달라진다.
- 천체가 하(최저점)에서도 수평선 위에 있는 경우 (Circumpolar영어)
- 천체가 상(최고점)에서도 수평선 아래에 있는 경우 (Subhorizon culmination영어)
- 상(최고점)은 수평선 위에 있고 하(최저점)은 수평선 아래에 있어, 천체가 매일 뜨고 지는 것이 관측되는 경우
천구상에서 거의 움직이지 않는 천체는 하루에 두 번 정중하는데, 자오선을 천구의 북극과 남극으로 나누는 각각의 반원을 한 번씩 통과한다. 적위가 높지 않은 경우, 그 중 한쪽은 지평선 아래에 있다.
천정을 포함하는 쪽의 반원을 통과할 때를 '''극상 정중''' (upper culmination영어), 천정을 포함하지 않는 쪽의 반원을 통과할 때를 '''극하 정중''' (lower culmination영어)이라고 한다. 일본에서는 정남을 포함하는 반원을 통과할 때를 '''남중''', 정북을 포함하는 반원을 통과할 때를 '''북중'''이라고 한다. 북반구에서는 극상 정중이 남중, 극하 정중이 북중이다.
천체가 남중했을 때의 고도를 '''남중 고도'''라고 하며, 천체의 적위와 관측점의 위도를 더하면 얻을 수 있다. 단, 더해서 90°를 넘은 경우에는, 그 보각(180°에서 뺀 결과)을 취한다.
별자리에 대해 이 말을 사용하는 경우가 있는데, 별자리의 경우에는 넓이가 있으므로, 그 별자리의 중앙 부근에 있는 대표적인 별이 정중했을 때를 그 별자리가 정중했다고 한다.
4. 1. 주극성
주극성은 관측자의 위도에서 항상 지평선 위에 떠 있는 별을 의미한다.[9] 대부분의 북반구에서 폴라리스(북극성)와 작은곰자리의 다른 별들은 북 천구 극을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전한다.[9] 남반구에는 밝은 극성이 없지만, 남극성을 중심으로 사분원자리가 시계 방향으로 회전한다.[9]관찰자의 위도(''L'')와 천체의 적위(''δ'')에 따라 다음과 같은 경우가 있다.
- 천체가 하(최저점)에서도 수평선 위에 있는 경우
- 상(최고점)은 수평선 위에 있고 하(최저점)은 수평선 아래에 있어, 천체가 매일 뜨고 지는 것이 관측되는 경우 (절대값에서 적위가 여위도보다 작은 경우)
4. 2. 지평선 아래의 정중
Subhorizon culmination영어이라고도 한다. 천체가 상(최고점)에서도 수평선 아래에 있는 경우를 말하며, 절대값에서 적위가 반대 반구의 여위도보다 큰 경우 발생한다.5. 정중 주기
상승점과 그 다음 상승점 사이의 기간은 항성일이며, 정확히 24 항성 시이고 24 보통의 태양시보다 4분 짧다.[5] 연속적인 일일(자전) 상승점 사이의 기간은 주로 지구 궤도의 고유 운동에 의해 영향을 받으며, 이는 태양일 (태양의 상승점 간격)과 항성일 (임의의 기준 별의 상승점 간격) 또는 약간 더 정확한 세차운동의 영향을 받지 않는 별의 날 사이의 서로 다른 길이를 생성한다.[5] 그 결과 상승점은 매 태양일에 다른 시간에 발생하며, 항성년 (366.3일)이 걸리는데, 이 해는 태양년보다 하루 더 길다. 따라서 366.3 태양일마다 단 한 번 상승점이 태양일의 같은 시간에 다시 발생하며, 항성일마다 다시 발생한다.[6]
6. 태양의 정중
태양의 정중, 특히 남중은 하루 중 태양이 가장 높이 뜨는 시점으로, 정오를 결정하는 중요한 기준이 된다. 열대 지방과 중위도에서 태양은 하늘에서 상위 극점에서 보이고 하위 극점에서는 보이지 않는다. 극지방에서는 태양이 두 극점 모두에서 지평선 아래에 있기도 하다.
태양의 적위를 통해 관찰자의 위도에 따른 태양의 고도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 북위 52°에서 상위 극점은 정남쪽 지평선 위 58°에 위치하고, 북위 80°에서 상위 극점은 정남쪽 지평선 위 30°에 위치한다.
특정 지점에서 태양의 남중 시각은 일본 경위도 원점에서의 남중 시각으로부터 계산하거나,[10] 국립천문대의 "계산하는 달력"을 사용하여 알 수 있다.[11]
6. 1. 대한민국에서의 태양 남중 시각
대한민국 표준시는 동경 135도를 기준으로 하기 때문에, 실제 태양의 남중 시각은 지역에 따라 차이가 발생한다. 예를 들어, 서울의 경우 실제 태양의 남중 시각은 동경 127도를 기준으로 계산해야 하므로, 표준시보다 약 30분 정도 늦다.[10] 국립천문대에서는 지역별 태양의 남중 시각을 계산하는 서비스를 제공하고 있다.[11]7. 기타
위쪽 자오선 통과일 때, 남중이 될 수도 있고, 북중이 될 수도 있다. 또한, 아래쪽 자오선 통과일 때, 남중이 될 수도 있고, 북중이 될 수도 있다.[1]
일본에서는 정남을 포함하는 반원을 통과할 때를 '''남중''', 정북을 포함하는 반원을 통과할 때를 '''북중'''이라고 한다. 기본적으로 남중은 남에서, 북중은 북에서 일어나지만, 천구의 북극 부근에서는 모두 북에서, 천구의 남극 부근에서는 모두 남에서 일어난다. 북반구에서는 극상 정중이 남중, 극하 정중이 북중이다. 남반구에서는 이론상으로는 그 반대가 되어야 하지만, 남중·북중이라는 용어가 일본 고유의 것이므로, 화제가 되는 경우는 적다.[1]
참조
[1]
서적
The Cambridge Concise History of Astronomy
https://books.google[...]
Cambridge University Press
1999-03-18
[2]
서적
The Cambridge Guide to the Constellations
https://archive.org/[...]
Cambridge University Press
[3]
서적
The Facts on File Dictionary of Astronomy
Infobase Publishing
[4]
서적
The National Encyclopaedia
Ludgate Hill, E.C.
[5]
웹사이트
Sidereal Time
https://aa.usno.navy[...]
2023-06-02
[6]
웹사이트
Calendar - Sidereal Day, Synodic Month, Tropical Year, Intercalation
https://www.britanni[...]
1998-07-20
[7]
웹사이트
apparent sidereal time
https://www.oxfordre[...]
1999-02-22
[8]
웹사이트
Milankovitch (Orbital) Cycles and Their Role in Earth's Climate – Climate Change: Vital Signs of the Planet
https://climate.nasa[...]
2020-02-27
[9]
서적
Norton's Star Atlas and Reference Handbook, Epoch 2000.0
https://books.google[...]
Pi Press
2004
[10]
웹사이트
質問1-8)太陽の南中時刻はどうすればわかる？
https://www.nao.ac.j[...]
[11]
웹사이트
"「計算日時」、「経緯度・標高」と「計算内容、日の出入り・南中時」を選択する。"
https://eco.mtk.nao.[...]
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