정답
㉠ 세차 운동, ㉡ D
출제 의도
이 문제는 지구 자전축이 세차 운동을 하여 천구의 북극이 별들 사이를 원 운동하듯 이동한다는 사실을 이해하고, 이로 인해 북극성이 시간에 따라 바뀐다는 개념을 확인하기 위한 것이다. 또한 세차 운동의 주기(약 26,000년)를 이용하여 서기 14,000년경의 북극성(베가)에 해당하는 별을 그림에서 찾아낼 수 있는지를 평가한다.
풀이 과정
지구는 완전히 둥근 구가 아니라 적도 부분이 볼록한 회전 타원체이므로, 태양과 달(그리고 다른 행성들)의 중력이 이 부분을 잡아당겨 지구 자전축에 토크를 작용시킨다.
이 토크 때문에 지구 자전축은 팽이처럼 그 축의 방향이 서서히 원을 그리며 도는 운동을 한다. 이와 같은 자전축 방향의 느린 회전을 \( \text{세차 운동} \)이라고 한다. 따라서 괄호 ㉠에 들어갈 용어는 ‘세차 운동’이다.
문제의 자료 그림에서 큰 원은 세차 운동으로 인해 천구의 북극이 하늘에서 이동하는 궤적을 나타내고, 그 주변에 북극성, 베가 등 밝은 별들의 위치가 표시되어 있다. 지문에 따르면 지구의 자전축은 약 26,000년을 주기로 이 원을 한 바퀴 돈다.
현재는 작은곰자리의 폴라리스가 북극성에 가장 가깝지만, 세차 운동이 계속되면 서기 14,000년경에는 거문고자리의 알파별 베가가 천구의 북극에 가장 가까운 별이 된다.
따라서 그림에서 거문고자리 베가가 표시된 곳에 붙은 기호를 찾으면, 그것이 ㉡에 해당한다. 자료의 별자리 그림을 보면 베가에 해당하는 별이 기호 D로 표시되어 있으므로, ㉡은 D이다.
<풀이가 부정확할 수 있으니 반드시 교차검증 확인 바랍니다.>