캠핑장에서 밤하늘을 올려다보다가 “북극성이 어디예요?” 하고 묻는 순간이 있어요. 북극성은 이름 때문에 하늘에서 제일 밝은 별일 것 같지만, 실제로는 눈에 잘 띄는 별이 아니에요. 그래서 처음 찾을 때는 주변의 밝은 별자리를 길잡이로 삼아야 해요. 이 글에서는 북두칠성과 카시오페이아를 이용한 찾기 요령, 계절별로 달라지는 별의 위치, 북극성의 고도로 내 위치를 아는 원리, 그리고 스마트폰 앱과 나침반의 차이까지 차례로 알려드릴게요.
북극성은 어떤 별일까요
북극성은 작은곰자리에서 가장 밝은 별이고, 영어로는 폴라리스(Polaris)라고 불러요. 밝기는 2등급 안팎이라서 밤하늘의 별 중에서 밝은 편이긴 해도 1등성인 시리우스나 직녀성에 비하면 눈에 덜 띄어요. 도시에서는 불빛 때문에 주변 별과 구분하기가 더 어려워요. 흔히 하는 오해가 ‘가장 밝은 별’이라는 생각인데, 이 오해 때문에 밝은 별만 쳐다보다가 못 찾는 경우가 많아요.
북극성이 특별한 이유는 밝기가 아니라 위치예요. 북극성은 지구의 자전축을 북쪽으로 쭉 연장한 방향, 즉 천구의 북극 바로 가까이에 있어요. 다른 별들은 밤새 동쪽에서 서쪽으로 움직이는 것처럼 보이지만 북극성은 거의 같은 자리에서 제자리를 지켜요. 나머지 별들이 북극성을 중심으로 빙글빙글 도는 모습이 되기 때문에, 예로부터 뱃사람과 나그네가 방향을 잡는 기준으로 삼았어요.
정확히 말하면 북극성이 천구의 북극에서 아주 조금 떨어져 있어서, 하루 동안 작은 원을 그리며 움직여요. 그래도 그 원이 워낙 작아서 맨눈으로는 고정된 것처럼 보여요. 북극성까지의 거리는 관측 방법에 따라 수치가 조금씩 다르게 나오지만, 대체로 수백 광년 떨어져 있다고 알려져 있어요. 지금 눈에 보이는 빛은 그만큼 오래전에 출발한 빛이라는 점도 재미있는 사실이에요.
북두칠성으로 북극성 찾는 방법
가장 널리 쓰는 방법이 북두칠성을 이용하는 거예요. 북두칠성은 큰곰자리의 일부로, 국자 모양으로 일곱 개의 별이 이어져 있어서 도시 하늘에서도 비교적 잘 보여요. 먼저 국자의 물을 담는 부분 끝에 있는 두 별, 두베(Dubhe)와 메라크(Merak)를 찾으세요. 이 두 별을 ‘지시성’이라고 불러요.
- 1단계, 두 별 연결: 국자의 그릇 쪽에서 손잡이 반대쪽 끝에 있는 두 별을 이어 직선을 상상해요. 이 선이 북극성 방향을 가리켜요.
- 2단계, 거리 재기: 두 별 사이 간격을 자로 삼아 그 선을 두베 쪽으로 다섯 배 늘려요. 그 끝 근처에서 다른 별들보다 조금 외롭게 떠 있는 별이 북극성이에요.
- 3단계, 확인하기: 북극성 주변에는 밝은 별이 거의 없어요. 다섯 배 지점에 홀로 보이는 2등급 별이 있다면 맞게 찾은 거예요.
손을 뻗어 재는 요령도 있어요. 팔을 쭉 뻗고 손가락을 폈을 때 엄지와 새끼손가락 끝 사이가 대략 하늘에서 약 20도쯤이라서, 두베와 메라크 사이 간격과 비교해가며 다섯 배를 가늠하는 데 쓸 수 있어요. 정확히 잴 필요는 없고, 두 별을 이은 선을 따라 쭉 가면 나오는 외로운 별을 찾는다는 감각이면 충분해요. 이 방법은 북두칠성이 하늘에 떠 있는 밤이면 언제든지 쓸 수 있어서 처음 배우기에 좋아요.
카시오페이아로 북극성 찾는 방법
북두칠성이 잘 안 보이는 계절이나 방향에서는 카시오페이아를 쓰면 돼요. 카시오페이아는 다섯 개의 별이 알파벳 W자 또는 M자를 그리는 별자리로, 은하수 가까이에 있어서 밝고 알아보기 쉬워요. 북극성은 북두칠성과 카시오페이아 사이, 두 별자리와 거의 같은 거리에 있어서 서로 반대편에서 북극성을 가리켜 줘요.
찾는 순서는 이래요. W자의 양쪽 바깥 변 두 개를 각각 길게 연장하면 한 점에서 만나는 삼각형이 만들어져요. 그 꼭짓점과 W의 가운데 별을 잇는 선을 가운데 별 쪽에서 바깥으로 다섯 배 정도 늘려요. 그러면 그 끝에 북극성이 있어요. 북두칠성 방법보다 조금 복잡하지만, 북두칠성이 지평선 가까이 내려가 있을 때는 이쪽이 오히려 편해요.
정리하면 두 별자리는 서로 보완 관계예요. 한쪽이 높이 떠 있으면 다른 쪽은 낮게 있는 식으로 계절에 따라 높이가 번갈아 바뀌어요. 그래서 둘 다 알아두면 어느 계절이든 북극성을 놓치지 않아요.
계절별로 별자리 위치가 달라지는 이유
같은 시각에 하늘을 봐도 계절마다 별자리 위치가 달라져요. 지구가 태양 둘레를 1년에 한 바퀴 돌기 때문에, 같은 시각에 보이는 밤하늘의 방향이 조금씩 옮겨가는 거예요. 북극성 주변 별자리는 북극성을 중심으로 시계 반대 방향으로 돌아서, 봄에는 북두칠성이 북동쪽 높은 곳에 걸리고 가을에는 카시오페이아가 높이 뜨는 식으로 자리를 맞바꿔요.
- 봄: 북두칠성이 높이 올라와 국자 모양이 뚜렷하게 보여요. 이 시기에 북두칠성 방법을 쓰기가 가장 편해요.
- 여름: 북두칠성이 서북쪽으로 내려가 국자가 기울어지고, 카시오페이아는 북동쪽에서 올라와요. 여름밤에는 은하수가 함께 보이는 좋은 조건이 돼요.
- 가을: 카시오페이아가 높이 떠서 가장 눈에 띄고, 북두칠성은 낮은 북쪽 하늘에 걸려요. 이 계절에는 카시오페이아 방법이 유리해요.
- 겨울: 북두칠성이 북동쪽 지평선 위로 올라오고, 카시오페이아는 서북쪽으로 기울어요. 겨울에는 저녁 늦은 시간이나 새벽에 북두칠성 손잡이가 위로 솟는 모습을 볼 수 있어요.
중요한 점은 어느 계절에 보든 북극성 자체는 같은 자리에 있다는 거예요. 계절과 시각에 따라 바뀌는 건 길잡이 별자리뿐이에요. 그래서 북극성을 한 번 찾아 두면, 그 뒤로는 하늘에서 북쪽이 어디인지만 알면 언제든지 다시 찾을 수 있어요.
북극성의 고도는 내 위도와 같아요
북극성이 방향뿐 아니라 위치도 알려준다는 사실은 꽤 신기해요. 북극성의 고도, 즉 지평선에서 올려다본 각도는 관측하는 곳의 위도와 거의 같아요. 그래서 북극에서는 북극성이 머리 바로 위에 보이고, 적도에서는 지평선에 걸려요. 반대로 남반구에서는 북극성이 지평선 아래로 내려가서 아예 볼 수 없어요.
우리나라는 북위 33도에서 38도 사이에 걸쳐 있어요. 서울은 북위 37도 남짓이라서, 서울에서 북극성을 보면 지평선 위로 대략 37도쯤 올라온 높이에 있어요. 제주 남쪽에서는 그보다 낮고, 강원도 북쪽에서는 조금 높게 보여요. 옛 항해사들은 이 성질을 이용해 북극성의 고도를 재어서 배가 어느 위도에 있는지 판단했어요.
이 원리를 알면 밤하늘이 지도처럼 보이기 시작해요. 다른 나라로 여행을 갔을 때 북극성이 서울에서보다 낮게 보이면 남쪽으로 내려왔다는 뜻이고, 높게 보이면 북쪽으로 올라왔다는 뜻이에요. 손을 이용해 대략 재는 방법도 있는데, 주먹을 쥐고 팔을 뻗었을 때 주먹 하나가 약 10도쯤이라서 주먹 세 개 반이면 서울의 위도와 비슷해요.
스마트폰 앱과 나침반, 무엇이 다를까요
요즘은 스마트폰으로 별자리를 찾는 앱이 많아서, 하늘에 휴대폰을 대면 북극성 위치를 알려줘요. 대표적으로 Stellarium, Star Walk, SkyView 같은 앱이 있고, 대부분 무료 기능만으로도 북극성과 주요 별자리를 표시해줘요. 다만 이 앱들은 휴대폰의 센서 오차 때문에 실제와 몇 도씩 어긋나 보일 수 있어서, 앱을 참고만 하고 북두칠성이나 카시오페이아로 직접 확인하는 습관이 좋아요.
나침반이 가리키는 북쪽과 북극성이 가리키는 북쪽은 사실 조금 달라요. 나침반은 지구 자기장의 북쪽, 즉 자북을 가리키고, 북극성은 자전축 방향인 진북을 가리켜요. 두 방향의 차이를 편각이라고 부르는데, 우리나라에서는 이 차이가 서쪽으로 몇 도 안팎이에요. 산에서 길을 찾을 때 지도와 나침반을 같이 쓴다면 이 편각을 알아두는 게 좋아요.
그래서 나침반과 북극성은 서로를 확인해주는 도구로 쓰기 좋아요. 나침반이 없을 때는 북극성이 진북을 알려주고, 흐린 날이나 밤하늘이 가려진 날에는 나침반이 방향을 알려줘요. 두 가지를 다 익혀두면 한쪽이 없을 때도 방향을 놓치지 않아요.
북극성은 언제나 북극성일까요, 세차운동
흥미로운 사실은 북극성이 영원한 북극성이 아니라는 점이에요. 지구의 자전축은 팽이가 기울어진 채로 도는 것처럼 아주 천천히 원을 그리며 흔들려요. 이 현상을 세차운동이라고 하고, 한 바퀴 도는 데 약 2만 6천 년이 걸려요. 그래서 시대에 따라 천구의 북극과 가장 가까운 별이 바뀌어요.
지금의 북극성은 천구 북극에서 1도가 채 안 되는 거리에 있어서 방향을 잡기에 아주 좋은 상태예요. 그런데 수천 년 전에는 용자리의 투반이 북극성 역할을 했고, 먼 훗날에는 거문고자리의 직녀성이 북극성 자리를 넘겨받는다고 알려져 있어요. 우리가 보는 북극성이 오래전부터 그랬던 것도, 앞으로 영원히 그럴 것도 아니라는 뜻이에요.
결국 북극성은 지금 이 시대에 아주 운 좋은 위치에 있는 별이에요. 별을 볼 때 “지금은 북극성이 있다”는 사실을 알아두면, 밤하늘이 그저 고정된 무대가 아니라 아주 느리게 움직이는 시계처럼 느껴져요. 그 시계의 바늘이 지금은 북극성 근처를 가리키고 있어요.
정리하며
북극성은 밝은 별이 아니라 방향이 변하지 않는 별이에요. 북두칠성 국자 끝 두 별을 이어 다섯 배 연장하거나, 카시오페이아 W자의 가운데를 이용하면 쉽게 찾을 수 있어요. 계절에 따라 길잡이 별자리는 바뀌지만, 북극성의 자리는 그대로예요.
북극성의 고도는 그곳의 위도와 같아서 내 위치를 알려주기도 해요. 오늘 밤 하늘이 맑다면, 북쪽을 향해 서서 북두칠성이나 카시오페이아부터 찾아보세요. 한 번 찾아 두면 다음부터는 훨씬 빠르게 눈에 들어와요.