북두칠성에 관한 새로운 사실

 

우리 한국인과 친숙한 저 북두칠성까지의 거리는 얼마나 될까? 당연히 그 일곱 개 별의 거리는 다 다르겠으니, 가장 가까운 별 미자르(Mizar, 국자 꼬리에서 두 번째 별)가 78광년, 가장 먼 두브헤(Dubhe, 혹은 '큰곰자리 알파', 국자의 시작 별)는 124광년이다. 그리고 그중에서 두브헤만 그리 멀 뿐 나머지 별들은 모두 80광년 정도로 비슷하다. 그런데 미자르는 간혹 '알코르 & 미자르'(Alcor & Mizar)로 불리기도 하는 바, 북두칠성의 이 여섯 번째 별은 한 개가 아닌 두 개로 이루어진 쌍성(=이중성)이기 때문이다.

 

미자르가 쌍성이라는 것은 이미 알려진 사실이다. 이는 웬만한 시력을 가진 사람은 육안으로도 이를 식별할 수가 있기 때문이니, 고대 로마 군대에서 미자르를 시력 테스트 용으로 이용했다는 것 역시 잘 알려진 사실이다. 미자르 옆의 별 알코르는 미자르의 4분의 1의 밝기이므로 이것이 보이면 눈이 좋은 것이고 안 보이면 나쁜 것이 되겠다. 도심에서는 불가능하지만 웬만한 시골에서는 지금도 더러 찾는 사람이 있다.(본래 눈이 나빴던 나는 진작에 포기했지만)

 

알코르까지는 못 찾는다 해도 북두칠성의 7개 별 중 6개가 2등성이라 도심에서도 북두칠성을 찾는 것은 어렵지 않다.(나머지 1개는 3등성) 

 

 

북두칠성 각 별의 이름

 

미자르의 위치

서양에서는 북두칠성이 독립된 별자리가 아니라 큰 곰 자리(Ursa Major)의 일부인데(꼬리 부분) 예전에는 이걸 작은 곰자리로 잘못 가르쳤기에 지금도 간혹 헛갈린다.

 

이렇게 보인다는 것이다.

 

 

그런데 현대에 이르러서는 광학기기의 발전과 함께 새로운 사실이 밝혀졌다. 미자르가 이중성이 아니라 사실은 삼중성이며,(두 별 사이에 꼬마 별이 있다는 게 새로 밝혀지며. 아래 사진 참조) 또 쌍성으로 알고 있던 미자르와 알코르가 사실은 아무런 상관 없는 별개의 존재라는 주장이 등장했던 것이다.(아직까지는 주장이지만 확실해 보인다) 즉 이 두 별은 우리가 바라보는 방향으로 나란이 있어 쌍성으로 보일 뿐(이른바 '광학적 쌍성') 실제적으로 미자르와 이중성의 관계로써 상호 물리적 작용을 주고 받고 있는 것은 미자르 바로 옆의 꼬마 별이라는 것이다.

 

 

미자르가 삼중성임을 보여주는 사진

 

이것을 더욱 확실히 알 수 있는 사진

 

 

또 한가지 새롭게 밝혀진 사실은 위에서 언급한 두브헤 역시 쌍성이라는 점이다. 다만 두브헤는 망원경으로는 분리 식별이 안되며 오직 스펙트럼에 나타난 주기적 변화에 의해서만 검출될 수 있는 이른바 분광쌍성(分光雙星)에 속한다. 이중 주성인 두브헤 A는 태양 질량의 약 4.25배인 황색거성이며 동반성인 두브헤 B는 태양 질양의 약 1.6배의 주계열성으로 알려져 있는데 솔직히 이것까지는 알 필요가 없을 듯하다.

 

 

두브헤의 위치

 

사실은 쌍성인 두브헤

 

 

그런데 최근 두브헤 역시 주계열성의 두브헤 C가 스펙트럼에 걸러짐으로써 삼중성임이 드러났고, 앞서 말한 미자르는 다시 4중쌍성(미자르 Aa, Ab, Ba, Bb)임이 드러나 '알코르 & 미자르'는 6중쌍성계임이 밝혀졌다. 하지만 이것 역시 알 필요는 없을 듯하고, 다만 천체의 별들은 태양처럼 혼자인 것이 오히려 드물고, 많은 별이 쌍성이나 삼중성을 형성하고 있다는 점은 인식할 필요가 있겠다.(비근한 예로 지구와 가장 가까운 프록시마 별세계도 삼중성이다. ☞ '우리 뿐인가?') 나아가 사중성, 오중성, 육중성도 허다하니 북두칠성의 '알코르 & 미자르' 역시 그렇게 이해하면 될 것 같다.

 

 

 '알코르 & 미자르'의 6중쌍성(sextuple) 모델

 

프록시마 센타우리 삼중성 개념도

 

별자리에 관한 전설은 좀 안타깝다. 

제우스는 달의 여신 아르테미스의 시녀였던 칼리스토를 따먹고 나몰라라 한다. 버려진 칼리스토는 미혼모로 아들 아르카스를 키운다. 그런데 제우스의 부인 헤라는 남편의 바람끼에 분노해 칼리스토를 큰 곰으로 만들어버리는데, 반면 사냥꾼으로 성장한 아르카스는 어느날 맞닥뜨린 큰 곰 칼리스토를 죽이려든다. 그 순간 제우스가 놀라 두 사람을 하늘로 끌어올려 각각 큰 곰자리와 작은 곰 자리를 만든다.

 

하지만 헤라는 이마저 용납 못했으니 두 별자리가 서로 마주보지 못하게 했으며, 또 다른 별과 달리 하루 한 번 바닷속으로 들어가 쉬지 못하고 북극 하늘을 쉴새 없이 뱅뱅 돌게 만들어버린다.