Albireo's Hack the Dot

2006년 02월 19일

토성의 사진이나 관측 결과를 공식 보고할 때는, 관측 당시 토성의 정중선(central meridian)을 지나는 경도값을 함께 적어 주는 것이 약속입니다.

이처럼 특정 시각에 토성의 정중선을 지나는 경도값은 정해져 있으므로 단순한 “시간의 함수”라고 볼 수 있습니다. 특정 지역의 경도를 가늠할 때 지구에서야 영국의 그리니치 지역을 지나는 본초자오선이라는 것을 기준점으로 삼을 수 있어 편리합니다만, 목성이나 토성과 같은 개스 행성에서는 지표면이란 것이 없으므로 기준으로 삼을만한 뚜렷한 기준이 없습니다. 더우기 개스 행성은 위도에 따라 자전의 속도가 다릅니다 - 적도 부근에 비해 고위도로 갈수록 더 느리게 회전합니다 - 결국 경도를 매기는 체계도 하나로는 부족하고 위도에 따라 몇 가지를 두게 됩니다.

사정이 이러하니 가상의 경도 체계를 마련할 수 밖에 없었습니다. Equatorial Zone에서 북반구/남반구 각각의 Equatorial Band까지의 범위, 즉 적도 부근 지역의 경도 체계는 System I이 담당합니다. System I의 자전주기는 10시간 14분 1.08초, 지구 시간으로 하루(24시간)동안 844도를 회전하는 속도입니다. 한편 그 외의 나머지 지역의 경도 체계는 System II로 정의하며 그 자전주기는 10시간 38분 25.4초, 24시간 동안 812도를 회전하게 됩니다. 참고로 토성으로부터 발산되는 방사선을 근거로 정의한 System III는 System II와 흡사하기 때문에, 일부 토성 관측 결과에는 System I, II, III 값을 모두 적지 않고 I, II (혹은 I, III) 값만을 기록하기도 합니다. 적도 부근에 나타난 특정 구조물에 초점을 맞춘 관측기록이라면 System I 만을, 고위도/양극 지방에 새로 나타난 백점의 변동 양상을 기록한 사진이라면 그에 해당하는 System III 값만을 넣기도 합니다.

이제 예를 들어 보겠습니다. 우리나라 시각으로 2006년 2월 13일 저녁 9시 58분에 토성의 사진을 촬영하였다손 치면 국제표준시로는 2006년 2월 13일 12시 58분이 됩니다. ALPO 토성 섹션에서 매년 발행하는 Saturn Ephemeris for 2006 도표를 보면 (이 표에 적힌 모든 데이터는 국제표준시 0시를 기준으로 하고 있습니다) 2006년 2월 13일 0시(UT)에 토성의 정중선(centram meridian)을 지나는 경도의 값은 다음과 같이 나와 있습니다.

System I: 194.7, System II: 260.0, System III: 018.6

우리가 알고 싶은 경도값은 2006년 2월 13일 12시 58분의 수치이므로, 위 값(약칭 ALPO값)에 12시간 58분동안 더 회전한 각도를 더해야 겠습니다. 몇가지 방법이 있겠습니다만, 제 경우는 다음과 같은 공식을 이용하고 있습니다. 예컨대 a시 b분이라 하면:

System I: ALPO + (a * 35.18) + (b * 0.5863) System II: ALPO + (a * 33.83) + (b * 0.5638) System III: ALPO + (a * 33.78) + (b * 0.563)

즉 2006년 12월 13일 12시 58분(UT)의 System I 값은 ALPO (194.7) + (12 * 35.18) + (58 * 0.5863) = 194.7 + 422.16 + 34.0054 = 650.8654 가 되었습니다. 이 값에서 360의 배수만큼을 뺀 나머지가 290.8654 가 되고 이것이 결국 우리가 구하고자 하는 System I 값이 됩니다. System II와 III도 이와 마찬가지 방법으로 구하면 될 것입니다. 한편 PVOL에서 토성의 CM 경도값을 손쉽게 구하는 온라인 계산기를 제공하고 있으나 이 글을 쓰는 현재 아쉽게도 2006년판 데이터로 업데이트 되어있지 않습니다.