Analysis of Korean historical astronomical records : 고천문 자료를 이용한 유성과 유성우 R Aqaurii 연구와 고인돌에 대한 천문학적 연구

국문 초록 (Abstract)

본 논문에는 한국 고천문 자료를 이용해 유성(meteor)과 유성우(meteor shower) 그리고 R Aquarii 폭발과 관련된 객성 (Guest Star) 기록을 찾아 연구하였다. 또한, 한국 청동기 시대의 대표적 거석 문화인 고인돌을 찾아 이들과 천문학과의 연관성을 연구하였다. 한국은 삼국 시대부터 조선 시대까지 약 이 천년 동안의 체계적인 천문 기록을 가지고 있다. 본 논문에는 대표적 사서인 삼국사기 (Samguksagi: 57 B.C.-A.D. 935), 고려사(Goryeosa: A.D. 918-1392), 조선왕조실록 (Joseonwangjosillok: A.D. 1392-1910)에 있는 자료를 이용하였다. 증보문헌비고에 있는 천문 기록은 기본 사서의 기록을 확인하는 참고 자료로 이용하였다. 고천문 기록은 역사적 가치뿐 아니라, 현대 천문학을 연구하는데 좋은 자료이다. 장기(long-term)적으로 변하는 천체나 별의 폭발과 같이 격변하는 현상을 연구하는 경우, 과거의 천문 기록은 좋은 자료가 될 수 있다.
2장에는 삼국사기와 고려사 그리고 조선왕조실록으로부터 3861개의 유성 기록과 31개의 유성우 기록을 찾아 분석하였다. 먼저 이 자료에서 오늘날 알려져 있는 유성우들을 찾아본 결과 Perseid 유성우와 Orionid, north-Taurid, 그리고 Leonid 유성우들이 고려 시대부터 조선 시대까지 꾸준히 기록되었음을 확인하였다. 둘째로, 이 옛 자료에서 유성우의 장기적 변화가 보이는지 살펴보았다. Perseid 유성우는 조선 시대에 이르러 활동이 점차 약해진 반면 Orionid/north-Taurid/Leonid 유성우들은 후대에 오면서 강한 활동을 나타낸다. 셋째, 분산 유성 (sporadic meteors)이 관측된 빈도의 계절적 변화를 알아보았다. 유성 기록이 풍부한 조선 시대의 경우 추분 근처에 기록된 분산 유성이 춘분 근처에 비해 약 1.7배 많음을 확인하였다. 넷째, 같은 시기의 중국과 일본의 유성과 유성우 자료도 찾아서 분석하고, 한국 자료의 특징과 비교하였다. 중국의 유성우 기록은 일년 중 유성우 발생 시기에 있어서 한국의 자료와 대체로 일치하는데, 특히 근간 천 년 동안은 기록의 분포가 매우 유사하다. 일본 자료는 한국과 중국 자료의 유사성에는 못 미치지만 약 14세기 이후부터는 Perseid 유성우와 Orionid, north-Taurid 그리고 Leonid 유성우들의 기록을 잘 나타내고 있다.
3장에는 한국 객성 (客星, Guest Star) 및 요성 (妖星, Peculiar Star) 기록을 이용해 R Aquarii 에 대해 연구하였다. R Aqr는 공생별(symbiotic stars)로 구성되어 있으며 두 개의 성운(nebulosity)과 제트(jet)를 가지고 있는 흥미로운 천체이다. 과거 R Aqr 폭발로 생긴 주변의 성운은 Kafatos and Michlitsianos (1982)와 Li (1983)에 의해 고천문 기록과의 연관성이 제시되었다. 우리는 고천문 기록 중에서 신성과 관계가 있는 객성과 요성 기록을 찾아 R Aqr와의 상관성을 조사하였다. 그 결과 Li (1983)가 제안한 1073년 객성 기록 외에도 또 하나의 기록, 1074년의 객성 기록이 R Aqr의 폭발 기록임을 확인하였다. 이들 두 자료는 비슷한 형태로 고려사에 기록되어 있으나 중국과 일본의 사서에는 없다. 고려사 기록으로부터 확인한 R Aqr의 폭발 시기와 현재 관측한 성운의 각크기와 팽창률로부터 R Aqr까지의 거리를 계산하였다. 그리고 1074년 기록에 나와 있는 객성의 크기 표현으로부터 폭발 당시의 밝기를 계산하였다. 우리가 계산한 R Aqr까지의 거리는 273 pc 이며 밝기 기록으로 추정한 겉보기 등급은 1.m0 ∼ 2.m0, 절대 등급은 -6.m2 ∼ -5.m2 이다. 우리가 구한 거리와 밝기는 지금까지 알려진 값들과 비슷하다. 지금까지 R Aqr 구조와 그 진화 과정에 대해 명확하게 알려진 바가 없다. 이는 R Aqr의 구조가 복잡하고 이에 대한 정보가 많이 부족했기 때문이다. 우리는 고천문 자료로부터 R Aqr가 과거 1073년과 1074년, 약 1년 사이에 두 번의 폭발이 있었음을 알아 냈으며 이후에는 다른 폭발 기록이 없음을 확인하였다. 또한 고려사 기록을 통해 두 번의 폭발 중 1074년의 폭발이 더 강한 것임을 알았다. 우리가 계산한 거리와 밝기뿐만 아니라, 1년 사이에 기록된 두 번의 폭발은 앞으로 R Aqr를 연구하는데 많은 도움이 될 것이다.
마지막으로 4장은 한국 청동기 시대의 대표적 거석 문화인 고인돌을 천문학적 관점에서 조사하고 연구하였다. 유럽과 북한 등에서는 이미 고인돌 홈과 별자리의 연관성이 보고되었으나, 국내에서는 아직 체계적인 연구가 없었다. 그래서 지금까지 국내에서 고인돌을 연구한 보고서에서 홈이 있는 고인돌을 모두 조사하고 이를 기초로 120여기의 홈이 있는 고인돌을 직접 답사하고 GPS로 위치 및 방향 등을 측정했다. 고인돌 홈을 조사한 결과 많은 공통된 패턴을 발견하였다. 그 중에서 북두칠성(Big Dipper)과 남두육성(Sagittarius), 북쪽 왕관자리(Corona Borealis), 좀생이별(Pleiades, 昴宿) 등의 별자리 모양의 홈 패턴도 확인하였다. 또한 GPS를 이용해 고인돌 덮개돌 장축 방향과 홈이 새겨진 방향도 함께 조사하였다. 전체 고인돌을 조사한 결과 고인돌 덮개돌은 공통된 방향성이 없었다. 그러나 고인돌에 새겨진홈은 약 150도 방향, 대략 동남쪽에 많이 새겨져 있음을 알 수 있다. 이는 고인돌에 홈을 새길 때 일정한 방향을 고려하고 새겼음을 알려준다. 특히, 고인돌이 잘 보존되어있는 경남 함안 지역과 홈이 있는 고인돌이 많은 경북 안강과 경주 지역의 고인돌을 자세히 조사한 결과 고인돌 홈의 동남쪽 집중도는 더 강하게 나타났다. 고인돌 홈이 많이 새겨진 동남쪽 방향은 유럽의 고인돌에서 보고된 고인돌 무덤방의 동남쪽 치우침과 같은 방향인데, 유럽 고인돌의 무덤방의 방향은 해 뜨는 방향과 관계 있다고 알려져 있다. 한편, 고인돌 덮개돌은 전체적으로 일정한 방향성은 가지고 있지 않지만 지역적으로는 개별적 방향성이 나타났다. 그래서 함안의 고인돌을 이용해 고인돌이 위치한 지형과 덮개돌 장축과의 관계를 찾아보았다. 고인돌이 위치한 지역에 따라 산 등성이와 강가 그리고 이들의 중간 위치에 있는 고인돌에 대해 지형과의 상관관계를 계산한 결과 산등성이에 위치한 고인돌 덮개돌의 장축 방향은 산 등성과 나란한 방향과 매우 높은 상관 관계가 있음을 확인하였다. 또한, 고인돌에 있는 별자리 모양의 홈 패턴과 고구려 고분 벽화에 있는 별 그림을 비교해 여러 공통점을 발견하였다. 이는 무덤에 별 그림을 그리는 우리 전통이 청동기 시대 무덤인 고인돌부터 후대로 이어졌을 가능성을 말해준다.

목차 (Table of Contents)

• Contents = i
• List of Figures = v
• List of Tables = vii
• Chapter 1 INTRODUCTION = 1
• REFERENCES = 9
• Chapter 2 ANALYSIS OF HISTORICAL METEOR AND METEOR SHOWER RECORDS: KOREA, CHINA, AND JAPAN = 11
• ABSTRACT = 12
• 2.1 Introduction = 13
• 2.1.1 Korean records = 13
• 2.1.2 Chinese and Japanese records = 17
• 2.1.3 Previous Works on Korean records = 18
• 2.2 Analysis of Korean records = 19
• 2.2.1 Korean Meteor and Meteor Shower records = 19
• 2.2.2 MonteCarlo Analysis = 28
• 2.2.3 Seasonal Variation = 31
• 2.3 Chinese and Japanese records = 35
• 2.3.1 Chinese Meteor Shower records = 35
• 2.3.2 Japanese Meteor and Meteor Shower records = 37
• 2.4 Summary and Discussion = 40
• REFERENCES = 45
• Chapter 3 KOREAN NOVA RECORDS IN A.D. 1073 AND 1074: R AQUARII = 49
• ABSTRACT = 50
• 3.1 Introduction = 51
• 3.2 Korean Records of Guest Star and Peculiar Star = 54
• 3.3 R Aqr and Guest Star of A.D. 1073 and 1074 = 62
• 3.3.1 Guest Star Records of A.D. 1073 and 1074 = 62
• 3.3.2 Locations and Brightness = 64
• 3.4 Implication for R Aqr = 68
• 3.4.1 Distance and Brightness = 68
• 3.4.2 Implications for the Outburst and Nebulosity of R Aqr = 70
• 3.5 Summary and Discussion = 72
• REFERENCES = 75
• Chapter 4 ASTRONOMICAL ASPECTS OF KOREAN DOLMENS = 77
• ABSTRACT = 78
• 4.1 Introduction = 79
• 4.2 Data Compilation and Field Survey = 85
• 4.2.1 Data compilation = 85
• 4.2.2 Field Survey = 87
• 4.3 Data Analysis = 94
• 4.3.1 Direction of Longaxis of Cover Stone = 94
• 4.3.2 Arrangement of Dolmens and Configuration of the Ground = 97
• 4.3.3 Direction of Cupmarks = 100
• 4.3.4 Cupmarks in Dolmens and Constellation Paintings in Goguryeo Tombs = 104
• 4.4 Summary and Discussion = 111
• REFERENCES = 113
• Chapter 5 SUMMARY AND DISCUSSION = 115
• AppendixⅠCatalogue of Korean Historical Meteor Shower Records = 121
• Appendix Ⅱ List of dolmens surveyed = 127
• (초록) = 143