굴절차
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천문학에서 굴절차란 대기권 안에서 대기권 밖의 별의 관측함에 있어서, 대기권층과 그 바깥의 진공에서의 밀도차에 의해 발생하는 관측의 오차를 말한다.
빛의 굴절(Refraction)은 빛이 밀도가 서로 다른 투명한 매질간을(예를 들어 공기와 물 사이를) 통과 할 때 일어나는 현상을 일컫는다. 광선은 물리학적으로 볼 때 빛의 파동을 의미하며, 이 파동은 동일한 매질 안에서 거의 일정한 속도와 폭으로 움직인다. 그러나 빛이 밀도가 서로 다른 매질을 지나갈 경우 파동의 파장과 속도는 매질의 밀도에 비례하여 달라진다. 이를테면 빛이 공기에서 물 속으로 투과될 경우 공기 속에서의 빛의 파장과 물 속에서의 빛의 파장이 서로 다르기 때문에 물 속에 있는 대상은 흔히 물 밖에서 관찰하는 우리 눈에 낯설게 보인다. 다시 말해 물 속에 담그어진 막대기가 마치 구부러진 것처럼 보이는 현상은 빛의 굴절에 의한 것이다.
이와 같은 굴절 현상은 천체 관측에서 역시 항상 고려해야 해야 할 사항이다. 왜냐하면 대기권 밖의 인공위성에서의 천체 관측(유일한 예로, 허블 망원경)을 제외하고 우리의 관측장소는 언제나 지구 안에 한정되어 있으며, 별이 발산한 빛은 밀도가 서로 다른 여러 층으로 된 지구 대기권을 통과하여 관측자에게 다다르기 때문이다. 천문학에서 문제로 삼는 굴절차란 위에서 설명한 일상 생활에서 경험하는 빛의 굴절 현상에서 한 걸음 더 나아가 굴절된 빛의 각도를 잡아 빛의 출처인 별의 위치를 밝히는 데에 있다. 쉽게 알아보기 위하여 과장하여 그린 위의 그림에서 우리가 관측하기엔 별은 흰색의 별 위치에 있는 것처럼 생각되지만, 별의 실제의 위치는 이와 약간 다른 지점에 있다. 지구상에서 굴절차를 거의 무시할 수 있는 위치는 북극이다.
