개기 일식 때 색상이 다르게 보일 수 있는 이유

달이 태양을 완전히 가리면 하늘만 바뀌는 것이 아니다.

 

 

 

테네시 주립공원의 잔디밭에 앉아 있던 트레이시 그레그는 늦은 오후의 햇살이 갑자기 사라지면서 공기가 차가워지는 것을 느꼈습니다. 2017년 8월 21일은 미국 전역을 휩쓸었던 개기일식이 있던 날이었으며, 트레이시는 개기일식의 경로에 바로 들어와 있었습니다. 머리 위에는 달이 태양 위로 미끄러져 들어가면서 아래를 모두 그림자에 가리고 있었습니다. 달의 어둠이 대지를 뒤덮는 짧은 순간, 그레그는 하늘에서 잠시 시선을 돌려 주변의 초록빛 초원이 놀랍도록 변해 보라색과 라벤더색으로 물들어 있는 모습을 보았습니다.

 

그레그는 이 희귀한 천체 현상을 목격한 다른 대부분의 사람들과 마찬가지로 푸르킨예 효과, 즉 조도의 변화에 따른 자연스러운 색채 인식의 변화를 경험했습니다. 밝은 빛에서는 빨간색과 주황색 같은 색이 파란색과 녹색에 비해 사람의 눈에 더 풍부하고 생생하게 보입니다. 하지만 어두운 조명에서는 빨간색과 주황색은 어둡고 음침해지는 반면 보라색, 파란색, 녹색은 밝아집니다. 개기일식 동안 햇빛이 급격하고 극적으로 어두워지면 이러한 현상이 더욱 심해져 더욱 초현실적인 장면을 연출할 수 있습니다.

 

여러분의 눈도 달라집니다.

 

4월 8일, 북미 대륙을 가로지르는 개기일식에서는 달이 다시 한 번 태양 앞을 스치듯 지나가게 되며, 운이 좋은 분들은 개기일식의 경로에 있는 동안 푸르킨예 효과가 실제로 나타나는 것을 볼 수 있는 기회를 얻게 됩니다. 버팔로 대학의 지질학과 학과장을 맡고 있는 행성 과학자이자 자칭 일식 애호가인 그레그는 "전체적으로 짙은 보라색이었고 약 7~8분 동안만 지속된 것으로 기억합니다."라고 말합니다. "일식 안경을 벗는 것이 조금 긴장되긴 했지만, 막상 벗고 보니 하늘 전체가 라벤더색이었어요..... 온통 라벤더색이었어요."

 

이러한 색상 변화에 대한 우리의 인식은 눈의 특정 해부학적 구조에서 비롯됩니다. 사람의 눈 뒤쪽에 있는 빛에 반응하는 조직층인 망막에는 원추세포와 간상세포라는 두 가지 유형의 세포가 있습니다. 원추세포는 밝은 공간에서 선명하게 보고 색을 인식하는 광시력을 제공하는 반면, 막대세포는 어두운 빛에서 색이 훨씬 적은 것을 볼 수 있는 색시력을 제공합니다. 황혼이나 일식과 같이 어두운 환경에서는 망막의 막대와 원뿔이 함께 작용하는 메소픽 시각이 활성화됩니다.

 

그러나 워싱턴 대학의 안과 교수인 제이 니츠는 막대와 원뿔이 동시에 활동한다고 해서 중간 정도의 조도 조건에서 사람들이 기대하는 것처럼 매우 선명하고 다채로운 시야를 제공하지는 않는다고 말합니다. 대신 눈은 일부 색상만 인식할 수 있는 일종의 하이브리드 시력을 갖게 됩니다. "막대와 원뿔은 뇌에 별도의 신호 경로를 가지고 있지 않습니다."라고

Neitz는 말합니다. "따라서 두 가지의 정보가 뇌와 연결된 동일한 섬유 세트에 모이게 되고... 결국 중간시기에 서로 경쟁하는 신호가 발생하게 됩니다."

 

 

 

인간의 망막에는 빨강, 초록, 파랑의 세 가지 색을 감지하는 원추체가 있습니다. 이 원뿔의 조합을 통해 대낮에 무지개의 모든 색을 볼 수 있습니다. 그러나 중등도 시기에는 빨간색 원추체(더 길고 붉은 빛의 파장을 감지)의 신호가 사라지는 반면, 녹색과 파란색 원추체가 감지하는 짧은 파장의 신호는 지속됩니다. 이것이 바로 황혼과 일식 중에 녹색과 파란색이 눈에 띄게 선명한 이유라고 Neitz는 말합니다. "우리 막대의 감도가 최고조에 달하는 파장은 청록색 또는 바다색처럼 보이는 파장입니다."라고 그는 덧붙입니다. "이 색은 [일식] 동안 가장 아름답게 빛을 투과하는 색입니다."

 

위스콘신-매디슨 대학교 수의과대학의 안과 조교수 프레야 모왓은 다른 동물의 경우 일식으로 인한 푸르킨예 효과가 훨씬 더 강렬할 수 있다고 말합니다. 새는 자외선을 볼 수 있는 네 번째 원뿔을 가지고 있습니다. 일식 중 갑작스러운 빛의 변화가 조류의 시력에 어떤 영향을 미치는지 정확히 말하기는 어렵지만, 보라색 음영이 더욱 선명하고 방향 감각을 잃게 할 가능성이 있다고 모왓은 말합니다.

 

그러나 개는 망막에 파란색과 노란색의 두 가지 유형의 원뿔만 포함되어 있기 때문에 놀라운 시각적 변화를 놓칠 수 있습니다. 모왓은 개가 대신 볼 수 있는 것은 탁하고 옅은 적갈색이며, 태양의 광경에 크게 신경 쓰지 않을 수 있다고 말합니다.

 

하지만 인간은 4월 일식 기간 동안 색을 가지고 재미있게 놀아야 한다고 니츠는 말합니다. 태양의 빛이 너무 빨리 어두워졌다가 밝아지는 푸르킨예 효과가 뚜렷해지는 드문 경우이기 때문입니다. "매일 몇 시간 동안 밖이 밝았다가 밤이 되면 어두워집니다."라고 그는 말합니다. "하지만 우리는 보통 이런 일이 일어날 때 바쁘고, 이미 막대가 적응하기 시작할 정도로 점진적으로 일어나기 때문에 놀라운 일이 일어나고 있다는 사실을 거의 알아차리지 못합니다. 개기일식이 진행되는 동안에는 실제로 포토픽에서 메소픽, 스코토픽으로, 그리고 다시 스코토픽으로 바뀌는 환상적인 전환을 목격할 수 있습니다."

 

눈을 보호하는 일식 선글라스를 판매하는 Solar Eyeglasses는 단체로 모인 관중들에게 시각적 대비를 극대화하기 위해 빨간색과 초록색 선글라스를 착용할 것을 권장합니다. Neitz는 일식 스타터 팩에 다채로운 색상의 스키틀스 사탕 한 봉지를 넣어 태양이 사라질 때 어떤 맛을 먹게 될지 추측해 볼 것을 제안합니다.

 

그레그는 개기일식이 진행되는 길목에 위치한 고향인 뉴욕주 버팔로에서 올해 개기일식을 볼 예정입니다. 그녀의 개기일식 필수 아이템은 구식 카메라입니다. "평범하게 들릴지 모르지만 수동으로 조정할 수 있는 설정이 있는 오래된 카메라를 꺼내려고 합니다."라고 그녀는 말합니다. "스마트폰 카메라는 모든 설정에 적응합니다. 하지만 저는 수정된 사진을 원하지 않습니다. 빛과 색감 등을 모두 담아낸 대표 사진을 원합니다."

 

 

 

 

 

 

출처.

Colors will look different during the April 8 solar eclipse. Here's why.