천체관측법/망원경 사용법

"우리는 우리가 왜 이 세상에 태어났는지를 모르지만, 이 세상이 어떤 건지 알아보려고 할 수 있지. 못해도 물리적인 면에서 말이야."

— 에드윈 허블

개요

망원경은 우주에 대한 이해를 한 층 더 높여줬습니다. 갈릴레이의 망원경이 그랬고, 허블의 망원경이 그랬고, 윌슨과 펜지어스의 전파망원경이 그랬고, (우주)허블 망원경이 그랬고, 제임스 웹 망원경이 그러고 있습니다. 천체관측에 사용할 망원경에 대해 알아보고, 어떻게 사용하는지도 알아봅시다. 한국천문연구원에도 비슷한 내용이 있으니, 참고하면 좋을 것 같습니다. [1]

망원경의 종류

세상에는 다양한 망원경들이 있습니다. 돔까지 차려놓은 천문대에서나 쓸 법한 망원경(왼쪽)이나, 대중적으로 흔하게 접하는 망원경(오른쪽)도 있죠. 또, 가운데 사진처럼 이상하게 생긴 망원경도 있습니다. 심지어 우주에 띄우는 망원경도 있습니다.

망원경은 크게 구조적으로 굴절식 망원경이니 반사식 망원경이니 하는 것으로 나눌 수 있다고 합니다. 사실 그건 이론적으로 이렇게 나뉜다고 하는 것이지, 우리에게는 금방 와닿지는 않습니다. 우리는 좀 더 눈에 띄는 요소를 통해서 분류해 봅시다.

오른쪽 사진을 봅시다. 이것들은 우리가 우주로 떠나지 않는 한, 볼 수 있는 망원경들입니다. 어차피 우주망원경은 천문학자들이 사용하니까, 실질적으로 관측해 볼 수 있는 망원경은 이렇게 세 종류 정도가 있습니다. 왼쪽에 있는 사진은 돔 천문대에 설치된 거대한 망원경입니다. 돔 천문대에 고정되어 있는 이 망원경은 천문대에서 관리하고, 관측 프로그램 등을 통해 일반인들한테 관측할 기회를 주는 망원경입니다. 보통 관측할 때 쓰는 망원경과는 차원이 다른 분해능(해상도)나 배율을 제공합니다.

오른쪽에 있는 사진은 보통 우리가 망원경을 생각하면 떠오르는 망원경입니다. 실제로도 망원경을 입문할 때 많이 접하는 망원경입니다. 아주 정석적이고, 낭만을 주기에는 충분한 망원경입니다. 이 망원경에서 정말로 망원경이라고 불릴만한 부분은 경통과 그 부속부품일 겁니다. 경통은 망원경을 구성하는 원통을 말하는 것으로, 사진 속 오른쪽의 원통을 말합니다. 나머지 부분들은 이 경통을 받쳐주고, 무게중심을 잡아주고, 별들을 쉽게 찾을 수 있게 하는 부품들입니다. 이 망원경은 뒤에 자세히 설명할 망원경이니까, 간단하게 가대식 망원경이라고 부릅시다.(정식적인 명칭은 아닙니다. 사진 속 천문대 망원경에도 볼 수 있듯이 천문대 망원경에도 망원경을 받쳐주는 가대가 존재합니다.)

가운데 있는 사진은 특이하게 생긴 망원경입니다. 돕소니안(Dobsonian)이라고 불리는 이 망원경을 받쳐주는 것은 특이하게 생긴 마운트입니다. 이 마운트는 빙글빙글 돌아가게 설계되어 있고, 망원경을 자유롭게 위아래로 돌릴 수 있게 만든 것이 특징입니다. 1960년대에 처음 나온 디자인으로 번거로운 가대 설치가 필요 없으면서 큰 구경의 망원경을 쓸 수 있다는 것이 특징입니다.

가대식 망원경과 돕소니안 중에서 관측하기 쉬운 것은 돕소니안입니다. 조작법이 아주 간단하고 직관적이어서, 초보자들도 쉽게 사용할 수 있습니다. 경통을 잘 잡아서 원하는 위치에다가 놓고 관측대상을 정밀하게 찾으면 되기 때문에 가대를 세우거나 나사를 돌려서 자세하게 맞출 필요 자체가 없습니다. 정말 근사한 친구입니다. 다만, 접안렌즈가 앞쪽에 달려있어서, 어린이나 키가 작으신 분들이 관측하기가 어려운 경우가 있습니다.

일부 망원경의 경우에는 GoTo라는 소프트웨어가 작동할 수 있도록 만든 경우가 있습니다. 정확히는 가대 중에 GoTo 소프트웨어를 작동시킬 수 있도록 모터와 장치를 달아둔 경우가 있습니다. GoTo는 자동으로 천체의 위치를 잡을 수 있도록 하는 소프트웨어로, 몇몇 별들의 위치를 잡아 놓고 보정하면, 알아서 GoTo가 원하는 천체로 경통을 돌립니다. 천체를 잡기 힘들거나 잡기에는 너무 어두운 천체의 경우 GoTo를 통해서 천체를 잡을 수도 있습니다.

망원경의 무게는 일단 크면 클수록 무겁습니다. 그래서 보통은 돕소니안이 제일 무겁고, 적위대식이 그 다음, 경위대식이 그 다음을 차지합니다. 적위대식과 경위대식은 가대를 말하는 것으로 자세한 내용은 가대 설치에서 다시 설명하지만, 경위대식이 구조가 더 간단해 적위대식에 비해 무게가 가볍습니다.

렌즈와 거울

망원경은 다시 두 개로 나눌 수 있습니다. 앞서서 이론적이라고 했던 그 방식으로 구분하는 것입니다. 하나는 렌즈를 쓰는 것이고, 하나는 거울을 쓰는 것입니다. 두 망원경 모두 결국엔 아이피스라고 하는 접안렌즈로 보긴합니다.

반사망원경은 경통에 끝에 설치된 거울을 통해 빛을 하나로 모으는 구조를 가지고 있습니다. 사진 속 망원경은 뉴턴식 망원경이지만, 다른 반사 망원경도 주경을 통해 빛을 모읍니다.

거울로 보는 망원경을 반사 망원경이라고 합니다. 반사식 망원경도 뉴턴식 망원경이니 슈미트-카세그레인식이니 여러 종류가 있지만, 모두 빛을 거울을 통해 반사시켜 한 곳으로 모이게 만드는 것이 공통점입니다. 이 모으는 거울은 경통의 끝에 존재합니다. 빛을 모으는데 중요한 역할을 하기 때문에 이 거울을 따로 주경이라고 부릅니다.

반사 망원경은 빛을 모으는 것에 초점을 두고 있습니다. 높은 배율을 가져서 관측대상의 세세한 부분 하나하나를 관측하는 것이 아니라, 빛을 최대한 많이 모아서 어두운 천체를 쉽게 관측할 수 있도록 하는 것이 반사식 망원경입니다. 따라서 어두운 딥스카이들을 볼 때는 반사식 망원경이 가성비가 좋습니다. 또, 반사식 망원경의 광경로상 주경에 들어오는 경통과 평행한 빛들은 다 똑같기 때문에 경통 앞을 어느 정도 가리더라도 관측대상을 보는데 가려지는 것이 없습니다. 관측대상의 밝기만 낮아집니다.

이에 반해 렌즈를 사용하여 망원경을 만들 수도 있습니다. 이것을 굴절 망원경이라고 합니다. 굴절 망원경은 갈릴레이식 망원경과 케플러식 망원경으로 나뉩니다. 갈릴레이식 망원경은 아이피스를 오목렌즈로 사용하는데, 반사식 망원경에서는 아이피스를 볼록렌즈로 사용하기 때문에, 갈릴레이식 망원경은 아마추어 관측에서 거의 안 씁니다. 갈릴레이식 망원경은 육안으로 보는 상과 망원경으로 보는 상이 같은 방향으로 보이지만, 케플러식 망원경은 상이 뒤집어져 보인다는 단점이 있습니다.

광학적 원리

눈으로 평행하게 들어오는 광선은 눈의 망막에 맺힙니다. 망막에 맺힐 때 빛이 안 모여있으면 초점이 안 맞아 흐리게 보입니다.

우리가 어떤 대상을 본다는 것은, 그 대상이 빛난다던지, 아니면 그 대상에 의해 반사된 빛을 보는 것을 의미합니다. 어떤 이유든 대상에서 나온 빛을 눈의 망막에 있는 빛에 반응하는 시각세포를 통해서 우리는 사물을 봅니다.

적당히 멀리 있는 대상을 바라볼 때, 대상에서 나오는 빛들이 우리한테 올 때 거의 평행합니다. 이 평행에 가깝게 오는 빛들은 눈의 수정체를 통해서 굴절이 되고, 평행하게 망막에 닿는 것이 아니라 점에 가까운 형태로 망막에 닿습니다. 이것을 우리는 상이 맺힌다.라고 표현합니다.

상이 맺히지 않고 평행하게 들어오면, 망막의 시각세포가 넓은 범위에서 비슷한 세기의 빛을 받아들여서 대상의 점에서 온 빛을 망막에 닿는 빛들의 넓이처럼 크게 인식합니다. 우리가 흔히 흐리다.고 표현하는 것처럼 대상에서의 한 점들을 각각의 빛덩이로 인식하여 겹쳐보이게 합니다. 수정체는 주변 근육으로 잡아당기거나 놓아서 두께를 다르게 해 빛을 퍼지게 냅두지 않고 한 점으로 모아서 점을 점으로 보게 하는 역할을 합니다.

광학기기는 우리 눈과 비슷한 역할을 합니다. 수정체의 역할을 볼록렌즈가 해주고, 망막의 역할을 카메라의 이미지 센서가 해줍니다. 망원경도 크게 다르지 않습니다.

렌즈와 거울

호수의 수면에 반사된 사진입니다. 수면이 마치 거울 역할을 해 아름답게 구름과 석양을 반사합니다.

렌즈는 빛을 굴절시켜주는 광학부품이고, 거울은 빛을 반사시켜주는 광학부품입니다. 굴절은 빛의 방향을 틀어주는 것이고, 반사는 빛의 방향을 한 면에 대해서 거꾸로 바꿔주는 것입니다. 평면거울에다가 수직으로 빛을 쏘면 수직으로 되돌아오듯이 렌즈도 수직으로 빛을 쏘면 그 방향 그대로 꺾이지도 않은 채 잘 나아갑니다. 광학기기는 빛의 이동경로를 틀어주는게 목적이기 때문에, 저런식의 방식은 사용하지 않습니다.

광학기기에서 자주 쓰이는 것은 오목렌즈나 볼록렌즈, 오목거울, 볼록거울 그리고 평면거울입니다. 평면거울은 빛을 그대로 위아래 혹은 좌우만 뒤집을 채 다른 방향으로 틀어준다는 점에서 자주 쓰입니다. 이것을 반사의 법칙이라고 합니다. 우리가 평면거울에서 자주 보듯이 거울은 빛이 들어오는 방향에 대해서 거울과 수직한 방향성분은 반사시키고, 평행한 방향성분은 그대로 보냅니다. 그래서 전신거울에서 옷을 볼 때 고개를 조금만 내려도 더 낮은 부분을 볼 수 있는 것입니다.

광학기기에서 주로 사용하는 광학부품들입니다. 좀 더 복잡한 형태로 되어있는 것도 없는 것은 아니지만, 특수한 경우에 사용하지, 널리 사용되는 것은 아닙니다. 일부 망원경 같은 경우 수차를 막아주기 위해 보정판이 설치되지만, 보정이 된다는 사실만 알아도 관측에는 큰 무리가 없습니다. 왼쪽에서부터 볼록렌즈, 오목렌즈, 오목거울, 볼록거울입니다.

렌즈와 거울은 초점을 가지고 있습니다. 초점은 렌즈와 거울을 똑바로 세워놨을 때 평행하게 들어온 빛이 모이는 점을 말합니다. 모든 렌즈와 거울에 대해서 평행하게 들어온 빛이 초점을 향하는 것은 아닙니다. 볼록렌즈의 경우, 초점이 거울 뒤편에 있기 때문에 물리적으로 모일 수 없고, 오목렌즈도 초점으로 모이진 않습니다. 하지만 이 경우에도 초점은 광선이 어떻게 뻗어나갈지를 그리는데 중요한 부표역할을 합니다.

각각 굴절망원경(위쪽)과 반사망원경(아래쪽) 내에서 빛이 지나가는 경로를 그린 것입니다. 평행하게 들어와서 렌즈나 거울을 통과하고 다시 평행하게 나갑니다.

또, 광선의 방향은 반대로 그려도 상관이 없기 때문에 초점에서 출발한 빛은 평행하게 빠져나갑니다. 평행하게 빠져나가는 빛은 수정체에서 편안하게 상으로 맺을 수 있습니다. 그래서 최종적으로 아이피스까지 거쳐 눈으로 들어오는 빛은 평행하게 들어옵니다.

렌즈와 거울 중에서 오목렌즈와 볼록거울은 빛을 퍼지게 만들고, 볼록렌즈와 오목거울은 빛을 모읍니다. 빛이 퍼지는 경우 아주 섬세하게 만들지 않는 이상 먼 곳까지 빛을 특정한 크기 이하로 제어하기 힘들기 때문에 오목렌즈와 볼록거울은 망원경에서 눈을 대는 곳에 가까운 곳에 있거나 볼록렌즈와 오목거울이 거의 가깝게 붙어있습니다. 상이 똑같이 보이게 설계된 갈릴레이식 망원경이나 구면수차를 보정하기 위해 개량된 카세그레인식 망원경에 사용됩니다. 따라서 빛을 모으기 위한 주경이나 대물렌즈는 어느 망원경이든 상관없이 볼록렌즈나 오목거울을 사용합니다.

빛이 평행하게 들어오면 주경이나 대물렌즈에서 그 빛을 반사시키거나 굴절시켜서 초점을 통과시키게 합니다. 빛은 초점에 가기까지 점점 모이다가 초점을 벗어난 순간부터 다시 퍼집니다. 다시 퍼지는 빛을 적당한 크기(홍체 크기와 비슷한 수준으로)가 되면 접안렌즈(아이피스)를 통해서 평행하게 나오게 합니다. 접안렌즈의 위치는 주경이나 대물렌즈로 빛이 모인 초점과 같은 위치에 접안렌즈의 초점이 와야 평행하게 나오게 될 것입니다.

배율, 분해능, 집광력

망원경은 우리가 맨눈으로 관측하기 힘든 천체를 관측하기 위해서 개발된 장비입니다. 잠시만요, 우리가 맨눈으로 관측하기 힘든 천체가 구체적으로 뭘 말하는 거죠? 한두 가지만 말하는 건 아닌 것 같아보이는데요.

우리가 바라볼 수 있는 천체는 대부분 점 같이 생겼습니다. 화성도 붉은색 점이고, 목성도 밝은 갈색의 점이고, 토성이라고 다를 것이 없습니다. 하지만 행성은 확대해서 보면 맨눈으로 바라볼 때와는 다른 모습을 관측할 수 있을 것입니다. 이것이 망원경이 필요한 이유입니다.

이 이유만으로 망원경이 필요할 것 같진 않습니다. 전 챕터에서 살펴보았듯이, 북두칠성의 미자르에는 알코르라고 하는 별이 우리 눈에는 가깝게 붙어있습니다. 사실, 미자르도 별이 2개입니다. 사실에 사실, 그 별 2개도 각각의 쌍성계를 이루고 있습니다. 이런 사실을 알기 위해서는 두 개의 별이 돌고 있다는 것을 구분할 필요가 있습니다. 맨눈으로 볼 수 있으면 좋겠지만, 시력이 안좋아지면 구분하기 힘들어지겠죠. 망원경이 필요한 또 한 가지의 이유가 될 것입니다.

또, 이 이유들만으로 망원경이 필요하다고 말하기에는 살짝 부족합니다. 옛날 사람들은 1에서 6까지 등급을 매겨 별들을 구분했지만, 6등급보다도 더 어두운 천체가 많이 있습니다. 이것들을 보기 위해선 약한 빛들도 많이 모아서 밝게 만들어줄 필요가 있습니다. 망원경이 딱 그런 역할을 해주면 좋겠네요.

위의 세 가지 이유가 망원경이 필요한 이유고, 망원경의 성능의 척도이기도 합니다. 각각 배율, 분해능, 집광력이라고 하는 성능입니다.

배율은 말 그대로 우리 눈으로 보았을 때의 천체를 얼마나 크게 확대해줄 수 있는지를 나타내는 척도입니다. 배율은 주경이나 대물렌즈의 초점거리와, 아이피스의 초점거리의 비로 매겨집니다. 주경이나 대물렌즈의 초점거리가 1m이고, 아이피스의 초점거리가 5cm이면 배율은 100cm:5cm로 20배율이 됩니다. 배율이 높을수록 천체를 디테일하게 볼 수 있지만, 배율이 높으면 시야각(FOV, Field of View)이 작아지기 때문에 천체가 더 빨리 움직이는 것처럼 보입니다. 또 배율이 아주 높으면 천체의 일부만 보기 때문에, 마냥 배율이 높다고 좋은 관측을 할 수 있는 것은 아닙니다. 그리고 뒤에서 언급하겠지만, 모든 면에서 비슷한 광도를 내는 천체의 일부만 보는 것이기 때문에 천체가 어둡게 보이는 단점이 있습니다.

분해능은 두 개를 구분할 수 있는 능력입니다. 영어로는 Resolution이라고 부르는데, 해상도로 번역할 수 있는 것처럼 분해능은 같은 배율 내에서 얼마나 선명하게 관측할 수 있는지를 보여줍니다. 나를 중심으로 하늘에 떠 있는 것들을 표현할 때는 각으로 표현하는 게 더 좋기 때문에 두 개를 구분할 수 있는 최소각을 분해각이라고 합니다. 분해각은 작으면 작을수록 좋습니다. 분해각은 대물렌즈나 주경의 지름에 반비례합니다. 즉 대물렌즈나 주경의 지름이 크면 클수록 분해각이 작아져 좋은 분해능을 갖습니다.

집광력은 빛을 모으는 능력입니다. 이것은 대물렌즈나 주경의 넓이에 비례합니다. 집광력은 얼마나 많은 빛이 얼마나 작은 공간에 모였느냐로 척도를 재기 때문에, 대물렌즈나 주경의 넓이와 그것을 보는 눈의 크기에 집광력이 비례합니다. 다만, 위에서 언급했듯이 배율이 높은 아이피스를 사용하여 대물렌즈 주경을 통해 보는 시야각이 줄어들면 그만큼 대물렌즈나 주경이 모으는 빛이 줄어들기 때문에 집광력은 줄어들게 됩니다.

아이피스

아이피스 종류 중 하나인 쾨니히 아이피스

아이피스는 대물렌즈나 주경을 통해 들어온 빛을 눈이 잘 볼 수 있도록 하는 접안렌즈입니다. 아이피스는 렌즈들을 합쳐서 만든 부품으로, 다른 렌즈들처럼 초점을 가지고 있는 부품입니다. 기본적으로 아이피스의 초점의 위치가 대물렌즈나 주경을 통해 들어온 빛이 모인 점에 있을 때 제대로 된 상을 볼 수 있습니다.

아이피스를 통해 본 상의 배율은 대물렌즈나 주경의 초점거리와 아이피스의 초점거리의 비율로 정해집니다. 주경의 초점거리가 800mm이고, 아이피스의 초점거리가 10mm이면 8배율로 보이게 됩니다. 아이피스는 이에 더해 렌즈를 여러 개 이어서 만드는 경우가 많습니다. 이렇게 이어 붙이게 되면 배율은 증가하지 않지만, 색수차를 줄이거나 시야각(FOV)를 바꿀 수 있습니다.

아이피스는 경통만큼이나 배율에 영향을 미치는 부품이고, 어떤 용도로 사용하느냐에 따라 사용하는 아이피스가 달라지기 때문에 중요한 부품이고, 아이피스 역시 값이 나가는 부품입니다. 그렇기 때문에 아이피스는 호환이 되도록 설계한 경우가 많습니다.

가대 설치

삼각대에는 수평계(초록색)가 있습니다.

가대는 망원경을 받쳐주기 위한 부품입니다. 삼각대 위에 설치하는 것으로 경통을 잘 고정시키기 위해 필요한 부품입니다. 가대에 경통을 연결하고, 가대의 고정나사를 풀어 경통을 돌릴 수 있습니다. 가대를 설치하기 위해서 삼각대를 먼저 설치해야 합니다. 돕소니안 같은 경우, 삼각대를 설치할 필요가 없습니다. 대신 마운트를 설치하고 난 다음에 경통을 올려 사용합니다. 가대를 설치하고 조정하는 과정이 없기 때문에 빠른 설치에는 돕소니안이 큰 이점을 가집니다. 다만, 돕소니안을 설치할 때는 평평하고 많이 기울지 않은 땅바닥이 필요합니다.

가대를 설치할 수 있는 삼각대는 다리를 늘릴 수 있고, 경우에 조금 큰 망원경을 사용할 경우, 아이피스 등을 올려놓을 수 있는 판이 있습니다. 판을 먼저 꺼내 삼각대의 다리를 고정시킨 뒤, 다리 길이를 늘리거나 줄여서 수평을 맞춥니다. 삼각대에는 수평계가 있습니다. 대부분은 삼각대에 기포 수평계(bubble level)가 있습니다. 기포를 원 안으로 넣어놓으면 수평이 맞춰진 것입니다.

삼각대에는 가대를 끼워넣을 수 있는 부분이 존재합니다. 가대를 끼워넣으면 가대를 설치할 준비가 끝난 것입니다.

가대는 두 가지로 나뉩니다. 하나는 지평좌표계에 맞는 경위대식이고, 하나는 적도지평계에 맞는 적도의식입니다. 가대는 설치하는 망원경에 따라 조금씩 모양이나 설치방법이 다를 수 있습니다. 자세한 것은 같이 들어있는 매뉴얼을 보는 것이 좋습니다.

경위대식

경위대식 가대를 사용한 망원경입니다. 위키미디어 공용 제공.

경위대식은 좌우로, 상하로 경통을 돌려서 천체를 찾는 방식의 가대입니다. 적도나 극지방이 아닌 경우, 잡은 대상이 시간이 지나 움직이면 좌우 축과 상하 축 모두 움직여야 하기 때문에, 오랫동안 관측할 때는 불리한 가대입니다. 적도의식과는 다르게, 설치하는데 천구의 북극이나 남극을 찾을 필요가 없기 때문에, 적도의식보다 빠르게 설치할 수 있다는 장점이 있습니다.

경위대식을 설치할 때 삼각대 위에 올려놓고 삼각대에 대해서, 가대의 고정나사에 대해서 경통을 잘 장착할 수 있도록 고정한 뒤, 경통을 장착합니다. 경통을 장착할 때는 경통의 무게중심이 한 쪽으로 쏠리지 않게 주의해야 합니다. 가대에 장착하는 부분에 무게중심이 오도록 장착을 합니다. 경통을 장착하고 놓았을 때, 경통이 회전하면 무게중심이 맞지 않은 겁니다.

적도의식

적도의식 가대입니다. 경통을 장착하는 곳(위쪽)과 무게추(아래쪽)가 있는 적도의입니다. 가운데를 잘 보시면 경통-무게추의 축에 수직이 되는 축이 하나 더 있습니다. 위키미디어 제공.

적도의식은 관측점에서 천구의 북극 방향의 축으로 고정하여, 이 축을 기준으로 상하 좌우로 경통을 돌려서 천체를 찾습니다. 축을 적도좌표계에 대해서 잡았기 때문에, 적도의식이 장착된 망원경은 적위만 바꾸거나 적경만 바꾸도록 경통을 돌리는 것이 가능합니다. 설치만 하면 시간이 지남에 따라 달라지는 별도 다시 쉽게 잡을 수 있다는 장점이 있습니다.

적도의식은 경위대식과 마찬가지로 삼각대에 올려놓고 고정합니다. 경위대식과는 다르게, 적도의식은 가대를 북극에 맞춰 돌려줄 필요가 있습니다. 사진에 보면 가운데 철봉이 있는 축과 수직되는 축이 하나 더 있는 것을 볼 수 있습니다. 철봉을 T자의 지붕이라고 했을 때, I부분에 해당하는 축입니다. 이건 사실 망원경과 비슷한 것입니다. 사진에서 오른쪽 아래에 있는 부분쪽으로 보면, 망원경 같이 눈을 대고 볼 수 있는 것이 하나 있는 것을 볼 수 있을 것입니다.

눈을 대고 보면, 밤하늘을 가리키고 있는 것을 볼 수 있습니다. 적도의식 가대를 설치할 때는 이 부분의 가운데에 북극성이 오도록 설치해야 합니다. 북극성을 잡는 법은 이전 챕터에서 설명했습니다. 이것에 맞춰서 북극성을 잡으면 됩니다. 만약에 남반구에서 관측하면 천구의 북극이 아니라 천구의 남극을 잡아야 합니다. 남극성은 있지 않으므로(사실 남극성에 가까운 별은 있지만, 잘 보이지 않습니다.) 남십자자리를 통해서 잡습니다. 일부 적도의식 가대에는 별자리를 맞출 수 있는 가이드가 있습니다. 이 가이드에 남십자자리를 맞추면 천구의 남극에 맞게 축이 정렬됩니다.

축을 정렬했으면, 경위대식과 같이, 경통을 설치하기 쉽도록 고정시키고, 무게추를 경통의 무게와 균형이 맞도록 맞추고(적경을 움직이는 고정나사를 풀어 회전하는지를 확인할 수 있습니다.), 경통의 무게중심도 가대에 맞도록 맞춥니다.(적위를 움직이는 고정나사를 풀어서 확인할 수 있습니다.)

파인더 정렬

파인더를 통해 보면 십자선이 하나 그려져 있습니다. 이것으로 상을 맞춥니다. SvonHalenbach씨가 찍은 사진. 위키미디어 공용 제공.

가대 설치가 끝났으면 파인더를 망원경이 보는 것과 똑같이 맞춰야 합니다. 파인더는 주망원경 옆에 붙어있는 작은 망원경으로, 천체의 대략적인 위치를 찾기 위해 사용됩니다. 파인더를 정렬하면 천체를 찾기 쉬워집니다. 파인더를 정렬하지 않아도 주 망원경에 잡히는 천체가 파인더의 어디에 잡히는지를 보면서 천체를 맞출 수야 있겠지만, 파인더의 본래 목적인 편의성을 굳이 희생하면서 사용할 필요는 없습니다.

파인더 정렬은 두 눈을 똑바로 뜨고 진행합니다. 파인더는 한 눈으로만 보지만, 파인더를 정렬할 때는 다른 눈도 뜨면서 두 눈으로 보이는 것을 비교를 합니다. 파인더를 정렬할 때 잘 보이는 대상을 하나 잡아야 합니다. 나무의 끄트머리나 시설물의 모서리 같이 고정되어 있는 대상이 좋습니다. 하늘은 생각보다 빠르게 지나가기 때문에, 천체로 정렬하는 것은 어렵습니다.

파인더 겉을 살펴보면 앞에 세 개, 뒤에 세 개의 나사가 있습니다.(앞 쪽이 고정되어 있을 수도 있습니다.) 파인더가 정립상인지, 도립상인지에 따라 잘 판단하여 나사를 돌리면 파인더가 가리키는 방향이 바뀝니다. 두 눈을 뜨고보면 파인더에 눈을 대지 않는 쪽의 눈에 파인더의 십자선이 보이는 것을 인지할 수 있을 겁니다. 이제 정렬할 대상을 잡고, 주 망원경을 그 대상에 정확하게 맞춥니다. 그리고 한 쪽 눈은 파인더에, 다른 쪽은 나안으로 보면서 나안 쪽 대상에 십자선이 맞도록 나사로 조정합니다.

파인더는 큰 망원경을 보조하기 위한 작은 망원경이기 때문에, 천문대에서 사용하는 망원경 중에서 배율이 높은 망원경 같은 경우, 파인더를 우리가 보통 관측할 때 사용하는 망원경으로 씁니다.

천체 잡는 법

천체를 잡을 때 아이피스에 눈을 대고 대상을 잡는 것은 어렵습니다. 망원경의 배율이 높기 때문에 관측 대상에서 조금만 지나가도 크게 지나가는 것처럼 느껴집니다. 그래서 보조 관측 기구인 파인더가 존재하는 것입니다.

먼저 천체를 잡을 때, 육안으로 천체의 위치를 가늠해 보아야 합니다. 육안으로 천체가 보이거나 그곳이 예상이 되면, 경통을 돌리면서 파인더의 십자선에 그 천체가 만나도록 합니다. 그 후에 경통을 보면 원하는 천체가 잡혀 있을 가능성이 큽니다. 그렇지 않다면 파인더 정렬을 다시 하는 것을 권장하고, 파인더 정렬을 하기 전에, 경통을 살짝 돌리면서 주변에 자신이 원하는 천체가 있는지를 살펴봅니다.

하늘은 생각보다 빨리 돌기 때문에, 시간이 지나면 그 천체의 위치를 잡아줘야 합니다. GoTo를 쓰는 경우에는 추적을 하면 되지만, 그렇지 않는 경우, 적도의식 가대를 쓰면 적경 축의 고정나사를 풀어 서쪽으로 조금씩 돌려주며(북쪽 하늘 북극성보다 낮은 천체는 동쪽으로 돌립니다.) 잡았던 천체를 찾습니다. 경위대식의 경우, 하늘에 적도좌표계를 그려보며, 천체가 이동했을 곳을 잡아서 경통을 조금씩 돌리며 찾습니다.