별빛이 공기 중에 있는 먼지에 부딪혀 반짝이는 것으로 알고 있는 사람들도 있습니다. 하지만 하늘이 온통 먼지로 뒤덮여 있는 것이 아니기 때문에 그것은 잘못 알려진 것입니다.

 

빛이 어떤 물질을 통과할 때는 진행하는 각도가 변합니다. 이것을 빛의 굴절이라고 합니다. 진공인 우주 공간으로부터 지구 대기로 들어오는 별빛은 당연히 굴절을 하게 됩니다. 물속에 있는 숟가락이 휘어져 보이는 것도 바로 이 굴절 현상 때문입니다. 빛이 굴절되는 정도는 빛이 통과하는 물질의 밀도에 따라서도 달라집니다. 밀도가 클수록 빛이 휘어지는 정도, 즉 굴절률이 더 커집니다.

 

지구의 대기 밀도는 일정하지 않습니다. 땅에 가까울수록 공기의 양이 많아지고 따라서 밀도도 높아집니다. 따라서 별빛은 땅에 가까워질수록 더 많이 굴절하고, 실제 위치보다 약간 높은 곳에 보입니다. 하지만 대기 중의 온도 차이로 공기가 계속 움직이기 때문에 대기의 밀도도 계속 변합니다.

공기의 밀도가 변하면 별빛이 휘어지는 정도도 당연히 변합니다. 따라서 별빛이 우리 눈에 들어오기까지는 여러 차례 굴절률이 다른 공기층을 통과하는데, 이것이 바로 별빛을 반짝이게 하는 이유입니다. 이런 이유로 대기가 안정된 봄철보다 온도 차이가 심한 겨울철에 별빛이 더 많이 반짝입니다.

 

지평선에 가까운 별빛이 하늘 높은 곳에 있는 별빛보다 더 많이 반짝이는 것은 지평선 쪽의 대기가 더 두껍기 때문입니다. 더 많은 대기를 통과해야 하는 별빛이 더 많이 반짝이는 것은 당연한 일일 것입니다.

 

행성들은 별들에 비해 반짝임이 거의 없습니다. 이것은 행성들이 별들에 비해 훨씬 큰 겉보기지름을 가지고 있기 때문입니다. 별들은 그 거리가 너무 멀기 때문에 큰 망원경으로 보더라도 작은 점으로 밖에 보이지 않습니다. 하지만 행성은 면적을 가진 작은 원(외행성들)이나 찌그러진 원의 모습(내행성들)을 하고 있습니다. 작은 점은 조금만 흔들려도 전체가 흔들리는 것처럼 느껴지지만 면적을 가진 행성은 전체적으로는 흔들림을 거의 느낄 수 없는 것입니다.

 

비오는 날 멀리 있는 작은 가로등 빛과 바로 앞에 있는 커다란 가로등 빛을 비교하면 당연히 멀리 있는 작은 가로등 빛이 더 많이 흔들리는 것을 알 수 있을 것입니다. 행성과 별의 반짝임 차이도 같습니다. 하지만 행성들이 아예 반짝이지 않는 것은 아닙니다. 대기의 변화가 아주 심한 날, 지평선 근처에 있는 행성들은 반짝이기도 합니다. 물론 그 경우에도 주위의 별빛이 반짝이는 정도에 비하면 훨씬 작은 정도입니다.

 

반짝이는 별빛은 별을 연구하는 천문학자들에게는 피하고 싶은 현상입니다. 흔들리는 별빛은 정확한 별의 이미지를 얻기 힘들게 합니다. 천문학자들은 흔들리지 않는 별빛을 보기 위해 여러 가지 방법을 동원합니다. 그 중 하나가 우주망원경입니다. 허블우주망원경은 대기가 없는 우주에서 별을 보기 때문에 지상보다 훨씬 정밀하게 별을 관찰할 수 있습니다. 지상에서는 별빛이 흔들리는 방향에 맞춰 망원경의 거울을 같이 움직이게 하는 방법으로 별빛의 흔들림을 보정하기도 합니다. 디지털 카메라에 있는 손떨림 방지 기능도 비슷한 원리입니다.

 

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