가장 밝은 큰개자리와 시리우스 별자리 이야기

가장 밝은 큰개자리의 시리우스

서양에서는 시리우스가 태양과 함께 뜨고 지는 7월과 8월을 개의 날(Dog Days)이라고 하는데 이는 시리우스와 태양의 빛이 합 해져서 더워졌다는 의미이다. 고대 이집트인들은 시리우스가 태양이 떠오르기 직전에 뜰 때마다 나일강에 홍수가 난다는 것을 알 아내고 시리우스의 운동을 중심으로 달력을 만들었다. 시리우스 동반성의 질량은 시리우스 질량의 3분의 1밖에 안되지만 우리 태양의 질량과는 비슷한 것으로 계산되었다. 시리우스와 동반성에서 오는 빛을 조사해 보면 두 별의 온도는 거의 같은 것으로 보인다.  그래서 그 들은 시리우스가 태양이 뜨기 직전에 뜨는 시기를 일 년의 시작으로 삼았다. 시리우스는 이처럼 일찍부터 인간 생활과 깊은 인연을 맺고 있었다. 수많은 별 중에서 가장 밝은 별의 영광을 차지한다는 것은 대단한 명예가 아닐 수 없다. 인류 역사를 통해 수많은 사람이 이 별을 쳐다보며 찬사와 감탄을 보냈을 것이기 때문이다. 이 명예를 차지하고 있는 별이 바로 큰개자리의 시리우스이다. 큰개자리는 겨울 하늘의 육각형에 속하는 별자리 중에서 가장 늦은 시간에 떠오르는 별자리이다. 더구나 높이 떠오른 후에도 여전히 남쪽 하늘의 낮은 곳에 있어서 도시 지역에서는 큰개자리의 아래쪽 별들을 관찰하기가 쉽지 않다. 겨울 하늘에서 큰개자리의 알파 별인 시리우스를 찾는 것은 쉬운 일이다. 다른 별들보다 월등히 밝게 빛나기 때문이다. 그러나 별을 보는 데 익숙해 있지 않으면 오리온자리에서 시작하는 것이 좋다. 초저녁에 동쪽 하늘을 보면 오리온자리가 비스듬히 누워 있는 것을 볼 수 있다. 이때 오리온자리의 삼태성을 연결하는 직선을 아래로 연장하면 지평선 근처에서 시리우스를 만난다. 일단 시리우스를 찾아낸 후에 별자리 그림을 펼쳐놓고 시리우스 주위의 별들을 하나하나 확인해 가면 큰개자리의 2등성들을 모두 찾아낼 수 있다. 시리우스는 하늘에서 가장 밝은 별로 -1.5등성이어서 1등성보다. 약 10배나 더 밝다. 그 후 1862년에 클라크가 시리우스의 동반성을 확인하여 시리우스가 한 개의 별이 아니라 두 개의 별로 된 연성이라는 것을 밝혀냈다. 그런데도 동반성의 밝기가 시리우스보다 10등급이나 어두운 것은 부피가 작아서 빛을 내는 표면적도 작기 때문이다. 10등급의 차이가 난다는 것은 이 동반성의 밝기는 시리우스 주성의 밝기보다 10,000분의 1밖에 안 된다는 것을 말해 준다. 따라서 온도가 비슷하다면 시리우스 동반성의 표면적은 시리우스 표면적의 10,000분의 1이어야 한다. 이렇게 동반성의 부피를 계산해 보면 지구의 크기와 비슷하다는 것을 알 수 있다.  시리우스가 이렇게 밝은 것은 태양계에서 8.6광년밖에 떨어져 있지 않은 5번째로 가까운 별이기 때문이다. 시리우스는 태양보다 질량이 약 2배이고 지름도 2배 정도로 우리 태양보다는 20배 이상 밝다. 시리우스는 그 밝기만큼 함께 다니는 동반성에 의해서도 유명하다. 1834년에 시리우스의 고유운동을 조사한 베셀은 시리우스가 약간씩 비틀걸음을 하는 것을 발견하고 시리우스에는 눈으로 확인되지 않는 동반성이 있을 것이라고 예언했다. 꼬리 부분에는 또 하나의 2등성인 알루드라가 있다. 하늘에 찬란하게 빛나는 시리우스를 보면서 별의 일생의 마지막을 서서히 장식해 가는 시리우스 동반성을 생각해 보는 것도 좋을 것이다. 백억 년이라는 별의 일생이 순간처럼 느껴질지도 모른다. 질량이 지구의 300,000배가 넘는데 부피가 고작 지구와 같다면 이 별의 밀도는 지구의 300,000배가 되어야 한다. 그리고 중력은 지구 중력의 50,000배가 된다. 지구에서 1g인 물질을 이 별에 가지고 가면 50톤이나 되는 것이다. 이러한 별을 백색왜성이라고 부른다. 백색왜성 은별의 진화 단계에서 질량이 작은 별이 겪는 마지막 과정이다. 큰개자리에는 시리우스 외에도 밝은 별이 몇 개 더 있다. 시리우스가 남쪽 하늘 높이 떠오르는 늦겨울이나 초봄에는 지평선에 숨어 있던 다른 별들도 쉽게 확인할 수 있다. 시리우스의 바로 밑에는 앞발에 해당하는 2등성 무르심이 있다. 개의 뒷부분에 있는 아다라와 베젠도 2등성이다.