천상열차분야지도에 실린 별들의 동정 및 분석

Abstract

천상열차분야지도는 태조 4년(1395)에 새겨진 조선시대의 천문도로서 석판에 원형의 천문도와 글이 새겨져 있다. 천문도는 1467개의 별과 적도, 황도, 은하수, 주극원 등으로 이루어져 있으며 3원 28수에 해당하는 별자리가 그려져 있다. 도설에는 당시 별자리, 황도, 백도에 대한 설명이 있으며 각 절기에 남중하는 별이 무엇인지에 대한 설명과 이 천문도의 유래 등이 적혀 있다. 도설에 따르면 천상열차분야지도는 병란에 잃어버린 고구려 천문도의 인본을 조선시대에 다시 새긴 것이라고 한다. 천상열차분야지도에 새겨진 천문도 내용을 다각적으로 이해하고 이 천문도의 기원에 대해 과학적으로 접근하기 위해 우리는 천상열차분야지도에 새겨진 별이 현대에는 어떤 별에 해당하는지를 조사하고자 하였다. 천상열차분야지도에 새겨진 별들은 하늘에서 보이는 별자리의 모습을 보존하는 방식으로 새겨져 있으므로 이를 감안하여 천문도의 별을 현대 성도와 육안으로 비교하여 해당하는 별자리 모양을 찾고자 하였다. 또한 동정이 확실하다고 생각되는 1등급부터 동정 불가능한 4등급까지 네 단계로 신뢰도 등급을 부여함으로써 동정 결과가 정량적이고 통계적인 천문도 분석에 활용할 수 있도록 하였고, 또한 후속 연구에 도움이 되는 정보를 제공하고자 하였다. 천상열차분야지도에 새겨져 있는 1467개의 별들 중에 총 1111개의 별들을 동정하였으며, 동정이 확실시되는 경우는 799개로 기존 연구의 두 배가 넘는 양이다. 동정이 확실시되는 799개 별들의 북극거리 (90˚-적위)와 천문도 중심에서 홈까지의 거리 사이의 상관관계를 이용해서 새겨진 별들이 (적위 > 60˚), (45˚ > 적위 > -15˚), (적위 < -20˚) 의 세 지역에서 서로 다른 시점(epoch)을 보이고 있음을 파악하였다. 이렇게 나누어진 각각의 경우에 대해서 북극 거리와 중심으로부터의 거리 사이의 관계를 1차함수를 사용해 fitting하여 가장 분산이 적은 시기를 구해 epoch을 추정하였다. 그 결과 북극 근처의 첫번째 그룹 별들은 서기 년경(95% 신뢰구간), 중위도의 두번째 그룹 별들은 서기 년경(95% 신뢰구간)의 하늘을 나타내고 있음을 얻었다. 또한 늘어난 동정 데이터를 이용해 현대 성도에서 새겨진 별자리가 있을 영역을 좁혀 발견할 수 없는 별(missing star)의 후보군 목록을 만들었다. 이 연구는 기존의 연구보다 두 배 이상 많은 양의 별을 동정하였고 동정 신뢰도를 분류했기에 천상열차분야지도의 별에 대해 정확한 정보를 제공하고, 더 많아진 데이터를 이용해 새롭게 천상열차분야지도의 관측 시점을 추정하고 missing star의 후보군을 정하였다는 점에서 가치를 가진다. 따라서 향후 연구에서 이 정보를 이용해 추가적인 별자리 동정이나 천상열차분야지도의 별에 대해 조사할 수 있으며 missing star 목록을 이용해 천상열차분야지도와 현대천문학을 직접적으로 연관 지을 수 있을 것이다.

Cheonsang yeolcha bunya jido is a stone star chart of the Joseon Dynasty which consists of 1467 stars(holes), equatorial, ecliptic, circumpolar circle, milky way, etc. It was engraved in AD 1395, 4 years after King Taejo had founded Joseon Dynasty. There is also an explanation about the sun, moon, 12 divisions of the sky, 24 seasons, 28 lunar mansions and where the map originates from. According to the explanation, the star map is a revised version of original star map from the Goguryeo dynasty that was lost during a war. In order to understand the contents and origin of the star map, we compile the stars carved on the cheonsang yoelcha bunya jido and analyze the data. We first attempt to identify the stars on the map. Since the projection method of cheonsang yeolcha bunya jido appears conserving the shapes of constellations observed on the sky, we attempted to keep the shapes of constellations as close as those on the map when we identify stars in the modern star chart. We classified stars into grades from 1 to 4 according to the reliability of our identification, so that the result of this work can be used for statistical analysis of star map in subsequent studies. We identified 1111 stars. Among those stars, there were 799 stars of grade 1 reliability, which is more than twice compared to the previous studies. We have found that the stars in the map can be divided into 3 groups in different declination regions. The subsets of stars with declination greater than 60°, between 45°and –15°, and lower than –20°represent skies of different epochs. This is revealed through the relation between the radial distance from the center of the map and the north polar distance of identified stars. In each region we search for the epoch when the relation becomes tightest and find that it is roughly linear. We adopt the linear relation and use the chi-square minimization to determine the epochs. As a result, we find that group 1 stars with declination greater than 60°are at the epoch of AD and group 2 stars with declination between 45°and –15°are at the epoch of AD . We also select candidates for the missing stars, which will connect ancient astronomy to modern astronomy and provide information to succeeding studies.