달의 뒷면과 어두운 면은 다르다: 자전·공전을 함께 그려 보기

달의 뒷면은 지구 반대쪽을 향한 면이고, 어두운 면은 그때 직접 햇빛을 받지 않는 쪽입니다. 뒷면도 낮과 밤을 겪습니다. 먼저 같은 표면 표시를 따라가며 자전하는 달과 자전이 없는 달을 비교해 보겠습니다.

‘같은 면을 보인다’면 달도 돌아야 합니다

가는 처음 지구를 향한 표면, 나는 그 반대 표면에 붙인 표시입니다. 달이 지구를 반 바퀴 도는 두 시점을 나란히 놓았습니다. 두 그림 모두 햇빛은 오른쪽에서 옵니다.

첫 그림에서 파란 가는 계속 지구 쪽입니다. 종이를 기준으로는 왼쪽을 향하다 오른쪽을 향하므로 달이 반 바퀴 돌아야 합니다. 한 번 공전하는 동안 같은 방향으로 한 번 자전하는 동주기 자전이 이 관계입니다. NASA의 동주기 자전 설명을 바탕으로 그렸습니다.

이번에는 자전을 없애면?

달의 공전은 그대로 두고 가가 종이의 왼쪽만 향하게 고정했습니다. 반 바퀴 뒤에는 지구가 달의 오른쪽에 있으므로, 지구에서는 나 쪽을 보게 됩니다. 자전하지 않는 달이라면 같은 면을 계속 보여 주지 못한다는 반례입니다. 실제 달의 운동을 그린 것은 첫 번째 조건입니다.

같은 가 표식인데, 밤에서 낮으로 바뀝니다

첫 번째 그림으로 돌아가 가 주변의 바탕색만 살펴보세요. 시작 때는 남색인 밤, 반 바퀴 뒤에는 노란 낮입니다. 지구를 향한 면이 같아도 그 면의 조명은 바뀝니다. 반대편 나도 낮에서 밤으로 바뀝니다. 따라서 뒷면은 영원히 어두운 면의 이름이 될 수 없습니다. NASA Moon Facts도 지구 기준의 면과 햇빛에 따른 낮·밤을 구분합니다.

이것은 우주에서 북쪽을 내려다보는 배치도입니다. 달 원반의 노란 오른쪽 반원이 지구 하늘에서 그대로 보인다는 뜻은 아닙니다. 그림의 색은 지형이나 물질의 색도 아닙니다.

실제 달에서 덧붙일 두 가지

칭동 때문에 지구에서 보는 가장자리는 조금씩 바뀝니다. ‘뒷면은 영원히 조금도 안 보인다’고 단정하지 않습니다. 극지의 일부 분화구에 있는 영구음영도 국소적인 지형 조건이며 뒷면 전체를 뜻하지 않습니다.

초승·반달·보름처럼 지구에서 보는 모양이 달라지는 원리는 01 관측 방향과 위상에서 이어집니다.