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현대 천문학 연구에서는 천체를 관측하는 것 뿐만 아니라 관측한 내용을 기록하는 것도 매우 중요하다.
조선시대 천체 관측 기록인 "성변측후단자"에 대해 알아볼까요?
가. [탐구Ⅱ-2-A] 성변측후단자의 기록 형식 분석하기
성변측후단자를 분석하여 조선시대의 시제와 조선시대의 천체 관측 기록 방식을 이해한다.
(1) 성변측후단자(星變測候單子)
▲ 성변측후단자 소개 영상1
조선시대 관상감에서 작성한 천문현상 관측 보고 자료
혜성 등 하늘의 변화를 날마다 연속 관측하여 단자 형식으로 기록
내용에는 관측 날짜·시간, 현상 변화, 관측자 정보 등이 상세히 포함되었다.
특히 1759년 Halley 혜성 관측 기록은 과학적·역사적 가치가 크다.
자세한 내용은 아래 링크에서 확인할 수 있다.
(2) 성변측후단자의 기록 형식 분석하기
성변측후단자를 분석하여 조선시대의 천체 관측 기록이 어떤 방식으로 이루어졌는지 이해하고, [탐구 정리]을 통해 그 특징을 정리한다.
▲그림1. 성변측후단자 1759년 핼리 혜성 관측 기록 일부와 국역 번역 (연세대학교 중앙도서관 소장)2
[탐구 정리]
Q1. 기록에는 언제 관측했는지가 어떻게 표시되어 있나요?
Q2. 관측한 대상(천체)는 무엇인가요?
Q3. 관측 대상의 위치는 어떤 방식으로 나타내었나요?
Q4. 기록에는 그림이나 스케치가 포함되어 있나요? 어떤 역할을 하고 있나요?
Q5. 대상의 세부 묘사는 무엇을, 어떻게 표현했나요?
Q6. 관측한 사람(관원)은 기록 속에서 어떻게 표시되어 있나요?
(예시) 성변측후단자 기록의 특징
▲표1. 성변측후단자 기록의 특징
성변측후단자는 조선시대 관상감에서 기록한 국가 기록물로서, 관측 시각, 대상, 위치, 묘사, 스케치, 관측자 이름까지 구체적으로 기록한 자료로, 조선시대 천체 관측이 단순한 관찰을 넘어 과학적이고 체계적인 수준이었음을 알 수 있다.
(3) 조선시대의 시각제도(시제,時制)
문화권마다 시각을 표시하는 시제(時制)는 다르다.
조선시대에는 낮과 밤의 시각을 서로 다르게 나누었다.
크게 12시 100각법과 부정시법의 두 가지 주요 방식으로 운영되었다.
자세한 내용은 오른쪽 링크에서 확인할 수 있다.
a. 정시법(12시 100각법/96각법)
▲ 표2. 정시법(12시 100각법/96각법)
b. 부정시법
▲ 표3. 부정시법
현대 천문학에서는 천체 관측을 어떻게 기록할까요?
지금부터 현대 천문학 연구에서 사용되는 관측 기록지를 살펴보자.
나. 현대의 관측 기록지
현대 천문학 연구에서 사용되는 관측 기록지의 형식과 기록 항목을 이해한다.
조선시대 기록 방식과의 차이점을 비교하여 기록의 의미와 중요성을 파악한다.
실제 관측 기록지 예시를 통해 천체 관측 데이터가 어떻게 정리되고 활용되는지를 이해한다.
(1) 보현산 천문대 관측 기록지
▲ 그림2. 보현산 천문대 관측 기록지 일부
1. Observer: 관측자의 이름
2. Theme: 관측 주제 또는 연구 주제
3. BOES or LS : 관측 장비 유형 선택(BOES: 고분산 분광기, LS: 저분산 분광기)
4. Weather 정보
① Temp(℃): 관측 당시 온도
② Humidity(%): 관측 당시 습도
③ Wind Speed(m/s): 바람의 속도
④Wind Dir(º): 바람의 방향을 각도로 기록
⑤Tel.Focus: 망원경의 초점 위치
⑥Seeing(″): 관측 당시의 시상
5. ORG, SIZE, Prescan, Im.Size, Overscan: CCD 카메라 설정과 관려된 항목
① ORG, SIZE: 원본 데이터와 크기
② Prescan, Im.Size, Overscan: CCD 이미지의 데이터 구간 및 여유 구간 설정
6. Binning: CCD 카메라의 픽셀 병합 모드
7. Gain: 증폭기 설정 (단위:e-/ADU)
8. RON (Read-Out Noise): 읽기 노이즈 값 (단위:e-)
9. Central Wavelength: 중앙 파장(관측하는 파장의 중심값)
10. Grating: 격자(grating) 설정 정보
11. Frame No.: 각 관측 데이터를 구분하는 플레임 번호
12. Object: 관측 대상 (예: 별, 은하, 기타 천체 이름)
13. 12 Cell: 요오드(I₂) 셀 사용 여부
14. Exp.Start: 노출(관측) 시작 시간
15. Exp.Time(s): 노출 시간 (단위: 초)
16. ADU(kilo): 평균 신호 강도 값(ADU 단위)
17. ALT, AZI: 관측 대상의 고도(Altitude)와 방위각(Azimuth)
18. Fiber No.: 사용된 섬유 번호(분광 관측용일 가능성)
(2)~(4) 안시 관측 기록지
(2) 달 관측 기록지
▲그림3. 안시 관측 기록지(1)3
(3) Stargazer’s Logs
▲그림4. 안시 관측 기록지(2)4
◀ 항목 설명
(4) Crystal Coast Stargazer
▲그림5. 안시 관측 기록지(3)5
Observer: 관측자 이름
Date: 관측 날짜
Time: 관측 시간
Site: 관측 장소
Seeing(1-10): 시상, 대기의 안정도(1=나쁨, 10=아주 좋음)
Transparency(1-5): 하늘의 투명도(1=나쁨, 5=아주 좋음)
Object: 관측 대상
Constellation: 대상이 위치한 별자리
R.A.: 천체의 적경
Dec.: 천체의 적위
Listed Size: 천체의 크기(apparent size)
Source: 천체 정보의 출처
Telescope: 사용한 망원경의 종류 또는 사양
Eyepiece(s): 사용한 접안렌즈
Filter(s): 사용한 필터
Low Power Ocular: 저배율 망원경으로 본 시야를 스케치
High Power Ocular: 고배율 망원경으로 본 시야를 스케치
Description and Notes: 관측 과정에서 느낀 점, 추가적인 설명, 관찰한 천체의 특징 등을 기록
조선시대와 현대의 관측 기록 방식을 바탕으로, 협동 관측에 활용할 나만의 천체 관측 기록지를 만들어 볼까요?
지금부터 직접 활용할 관측 기록지를 만들어 보자.
다. [탐구Ⅱ-2-B] 협동 안시(육안) 관측 기록지 구성하기
두 방식을 융합하여 달 관측에 적합한 협동 안시 관측 기록지를 설계하고 제작한다.
다음의 세부 활동을 단계적으로 수행한다.
활동 ①: 관측 기록지 설계하기
활동 ②: 관측 기록지 제작하기
[탐구Ⅱ-2-B-①] 관측 기록지 설계하기
협동 안시 관측 활동을 하기 위해서는 어떤 정보를 기록할지 미리 정하는 것이 필요하다.
아래 [탐구 질문]을 통해 관측 기록지에 포함될 항목을 스스로 설계해 보자.
[탐구 질문]
Q1. 달을 눈으로 관측하려고 합니다. 어떤 기본 정보를 기록해야 할까요? (예: 관측 날짜, 관측 장소 등)
Q2. 달을 관측할 때, 구체적으로 어떤 요소들을 기록해야 할까요? (예: 위치, 고도, 위상 등)
Q3. 관측 환경과 관련하여 기록해야 할 조건에는 어떤 것들이 있을까요?
Q4. 네 명이 함께 관측한다면, 각자 어떤 역할을 맡으면 좋을까요?
Q5. 관측 기록에는 숫자뿐 아니라 그림이나 설명도 포함될 수 있다. 어떤 보완 기록을 추가하면 도움이 될까요?
[탐구Ⅱ-2-B-②] 관측 기록지 제작하기
[탐구Ⅱ-2-B-①]의 결과를 바탕으로 실제 관측에 활용할 우리만의 관측 기록지를 직접 제작해 보자.
📌제작한 관측 기록지는 Ⅱ-3. 협동 안시 관측 활동(달을 함께 보고, 함께 기록하다)에서 활용한다.
(예시) 관측 기록지
과학은 하늘을 바라보는 눈에서 시작되지만, 그 가치를 남기는 것은 기록이다.
이번에 완성한 관측 로그를 바탕으로, 다음 활동에서는 여러 사람이 함께 달을 관측하고 그 결과를 협동하여 기록하는 경험을 이어간다.
< 참고 자료 >
YouTube. 조선시대 핼리혜성 관측 기록 - 성변측후단자. https://www.youtube.com/watch?v=cCYzmem5TXY
한국천문연구원. 조선시대 혜성 관측 기록, 유네스코 세계기록유산 등재 추진 [보도자료]. https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29446
이예지(2021). 예비 교사의 교육 전문성 함양을 위한 달 심층 탐구 프로그램 개발. : 한국교원대학교.
Transtextuals. Stargazer’s Logs (astronomical notes & sketches resource). https://transtextuals.web.app/stargazers_logs.html
Crystal Coast Stargazers. Tools. https://ccgazers.com/tools/
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