정답
쌍둥이자리, 전갈자리, 달 → 토성 → 태양
출제 의도
황도 12궁에서 태양의 위치를 기준으로 남중 시각과 대칭 관계를 이해하고, 금성의 최대 이각 위치 해석, 그리고 월식 조건과 남중 시각 차이를 이용해 천체의 남중 고도를 비교할 수 있는지를 평가한다.
풀이 과정
그림은 우리나라(대한민국)에서 11월 23일의 태양 위치와 황도 12궁을 나타낸 것이다. 11월 23일경 태양은 황도상에서 전갈자리를 지나 사수자리 부근에 위치한다.
첫째, 오전 7시에 남중하는 황도 12궁의 별자리는 태양과 적경이 12시간 차이 나는 방향에 해당한다. 이는 황도상에서 태양과 정확히 반대편에 위치한 별자리이다.
$$ \text{사수자리의 반대편 황도 12궁} = \text{쌍둥이자리} $$
따라서 이날 07시에 남중하는 황도 12궁의 별자리는 쌍둥이자리이다.
둘째, 금성이 서방최대이각 45°에 있다는 것은 금성이 태양보다 황도상에서 서쪽으로 약 45° 떨어져 있음을 의미한다. 황도 12궁 하나의 간격은 30°이므로, 45°는 약 1.5궁에 해당한다.
태양이 사수자리 부근에 있을 때, 그보다 서쪽으로 약 1.5궁 떨어진 위치는 전갈자리에 해당한다.
$$ 45^\circ \approx 1.5 \times 30^\circ \Rightarrow \text{전갈자리} $$
따라서 금성이 위치한 황도 12궁의 별자리는 전갈자리이다.
셋째, 이날 해가 진 직후 월식이 일어났다는 것은 달이 태양과 정반대 방향, 즉 보름달 상태임을 의미한다. 또한 토성이 남중했다는 조건과 함께 남중 고도를 비교한다.
남중 고도는 남중 시각이 이를수록 더 크다. 보름달은 태양과 적경이 12시간 차이이므로 태양이 질 무렵 달은 이미 남중에 가깝다. 토성은 태양보다 적경이 약간 앞서 있어 달보다는 늦게 남중하고, 태양은 가장 늦게 남중한다.
$$ \text{남중 시각: 달 < 토성 < 태양} $$
따라서 남중 고도가 높은 순서는 달, 토성, 태양이다.
<풀이가 부정확할 수 있으니 반드시 교차검증 확인 바랍니다.>