천체망원경을 처음 접하는 입문자들이 종종 궁금해하는 질문 중 하나는, 왜 망원경 대물렌즈의 먼지 방지 커버에 작은 구멍이 있는지에 대한 것입니다. 그냥 구멍도 아니라 뚜껑으로 닫혀있는 구멍입니다. 보통 오프라인 매장에서 구매를 한다면 판매자가 설명을 해줬을텐데, 인터넷으로 구매하신 분들이 이게 뭔지 몰라서 질문하는 경우가 종종 있습니다. 이 작은 구멍은 단순히 장식적인 요소가 아니라, 관측 대상에 따라서 도움을 주는 역할을 합니다.
조리개
Aperture, 그냥 여기서는 조리개라고 하겠습니다. 조리개는 카메라 렌즈 등 광학 시스템에서 빛의 양과 들어오는 빛의 각도를 제한하는 역할을 합니다. 이는 렌즈나 망원경의 성능에 직접적인 영향을 미치며, 여러 가지 목적으로 사용될 수 있습니다. 조리개의 역할은 대표적으로 다음과 같습니다.
- 빛의 양 조절: 조리개는 들어오는 빛의 양을 제한하여, 이미지의 밝기와 대비를 조절합니다.
- 깊이감 조절: 빛의 각도를 조절함으로써, 이미지의 깊이감과 초점 영역을 조절할 수 있습니다.
- 이미지 품질 향상: 구멍을 통해 들어오는 빛의 양과 각도를 제한함으로써, 렌즈의 결함으로 인한 이미지 왜곡을 줄일 수 있습니다.
- 분산 방지: 특히 밝은 빛의 분산을 방지하여 더 선명한 이미지를 얻는 데 도움이 됩니다.
다시 말해 밝기, 대비, 깊이감, 그리고 전반적인 이미지의 선명도를 조절하는 데 기여합니다. 그리고 천체망원경 앞에 위치하는 먼지 커버의 구멍은 조리개 역할을 합니다. 대물렌즈의 대부분을 커버로 막고 작은 구멍만 열어두면, 대물렌즈의 구경이 작아지는 것과 같으며 이는 초점비(f/수)를 크게 키우는 역할을 합니다.
그러면 아주 멀리 떨어진 천체를 바라보는 것이고 어두운 대상을 바라보는데, 왜 초점비를 키우고 어둡게 만드는 것이냐는 의문이 들 수 있습니다. 먼지 커버의 작은 구멍을 이용해서 관측하는 경우는, 태양, 달과 같이 아주 밝은 대상입니다.
태양 관측시
우선 명심하실 것은 적절한 태양필터 없이는 절대 망원경으로 태양을 향하고 관측하지 마세요. 정말 위험한 행위입니다. 맨눈으로 태양을 바라보는 것도 눈이 부셔 제대로 쳐다보기 어려운데, 천체망원경은 나무토막에 바로 불을 붙일 수 있을 정도로 빛을 잘 모으고, 정말로 위험합니다. 태양을 관측할 때에는 일반적으로 대물렌즈 앞에 태양 빛의 밝기를 극단적으로 낮추는 필터를 설치합니다. 이때 들어오는 빛의 양을 적절하게 조절해야하는데, 빛이 들어오는 구경을 줄이는 방법으로 먼지 커버의 작은 구멍만을 이용해서 관측하는 겁니다. 예를 들어 10인치 반사망원경을 사용하는데 10인치를 다 덮을만한 태양필터가 필요한 것이 아니라, 먼지 커버로 대부분의 빛을 막고, 약 2인치의 작은 구멍만 열어두고 그 위에 태양필터를 설치해 관측하는 겁니다. 누누히 강조하지만 태양 필터를 설치되어야 합니다.
달 관측시
입문자 또는 밤하늘을 많이 접해보지 못한 일반 분들은 달이 얼마나 밝은 대상인지 잘 인지하지 못합니다. 정말 어두운 시골에서는 달빛만으로도 사람의 그림자가 생긴다는 사실을 모르시죠. 이렇게 밝은 달을 망원경으로 바라보면 너무 밝기 때문에 눈을 적절히 보호해줘야 합니다. 일반적으로 ND필터 또는 2개의 회전 가능한 편광필터를 접안렌즈 앞에 위치시켜서 달빛을 수~수십% 수준으로 감소시켜 관찰합니다. 적절한 필터가 없을때에는 먼지 커버를 닫고, 작은 구멍만 열어서 들어오는 빛을 줄이고 초점비를 키워서 관찰할 수 있습니다.
밝은 별 또는 행성 관측시
일반적으로 천체망원경으로 별을 보더라도 그냥 별입니다. 성운, 성단, 은하 등 딥스카이 대상을 관측하는 것이 아니라 그냥 별 하나를 관측하는 경우는 잘 없을테고, 이중성 등을 찾아 관측하는 경우는 꽤 있습니다. 예를 들어 알비레오와 같은 이중성은 두 별의 색깔이 확연하게 대비되는 대상입니다. 그런데, 만약 단초점 아크로메트 굴절망원경이었다면 색수차 때문에 색이 분산되어 왜곡이 될 것입니다. 이게 밝은 별뿐만 아니라, 목성과 토성 등 밝은 행성을 관측할 때에도 단초점 아크로메트 굴절망원경은 색수차가 발생할 수 있습니다. 망원경을 바꾸지 않고 이러한 현상을 줄이려면, 구경을 줄여 초점비를 키우는 방법이 있습니다. 즉, 먼지 커버를 닫고 작은 구멍만 열어두는 겁니다. 이렇게 하면 색수차를 줄일 수 있습니다.
즉, 밝은 대상을 관측할 때 빛을 줄이는 용도로 먼지 커버를 덮고 작은 구멍만 열어서 유용하게 사용하면 되는데, 이 방법에는 분해능 감소라는 단점이 존재합니다.
분해능은 서로 가까이 있는 두 점을 별도의 개별적인 점으로 구분해낼 수 있는 능력을 의미하며, 분해능이 높으면 가까이 있는 두 개의 별을 확연하게 구분해낸다던가, 좀 더 자세하게 달의 운석 충돌구(크레이터)를 관찰할 수 있습니다. 구경이 클수록 분해능은 좋아지는데, 앞서 빛을 조절하기 위해서 구경을 작게 하면 분해능이 낮아지는 단점이 존재하는 겁니다.
개인적으로는 구경을 줄이는 것보다 적절한 필터를 이용하는 것을 선호합니다만, 태양 관측은 태양필터 외에도 먼지커버를 덮고 작은 구멍만 이용하는 것을 권하는 편입니다.
망원경의 대물렌즈 먼지 방지 커버에 있는 작은 구멍은 별것 아닌 것 같지만, 경우에 따라 천체 관측의 질을 향상시키는 간단한 도구가 됩니다. 이를 통해 관측자는 좀 더 눈이 편안한 관측 환경을 얻을 수 있습니다.
(본 글은 지금은 운영하지 않는 과거 저의 블로그에 있었던 글입니다.)
