| 옹스트롬 (Å) | 천문단위 (au) |
|---|---|
| 1 옹스트롬 | 6.68458712227 × 10-22 au |
| 2 옹스트롬 | 1.33691742445 × 10-21 au |
| 3 옹스트롬 | 2.00537613668 × 10-21 au |
| 4 옹스트롬 | 2.67383484891 × 10-21 au |
| 5 옹스트롬 | 3.34229356113 × 10-21 au |
| 10 옹스트롬 | 6.68458712227 × 10-21 au |
| 20 옹스트롬 | 1.33691742445 × 10-20 au |
| 25 옹스트롬 | 1.67114678057 × 10-20 au |
| 50 옹스트롬 | 3.34229356113 × 10-20 au |
| 100 옹스트롬 | 6.68458712227 × 10-20 au |
| 기준 | 옹스트롬 (Å) | 천문단위 (au) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 2.97 × 109 Å | 1.98532 × 10-12 au |
| Average adult human height | 1.7 × 1010 Å | 1.13638 × 10-11 au |
| A football pitch (length) | 1.05 × 1012 Å | 7.01882 × 10-10 au |
| A marathon | 4.2195 × 1014 Å | 0.000000282056 au |
| Height of Mount Everest | 8.849 × 1013 Å | 0.0000000591519 au |
옹스트롬은 1미터의 100억분의 1, 곧 0.1나노미터에 해당하는 길이 단위입니다. 1868년 태양 스펙트럼 지도를 만들면서 이 단위를 쓴 스웨덴 물리학자 안데르스 요나스 옹스트룀의 이름에서 왔으며, 기호는 스웨덴어 알파벳에서 빌려 온 Å입니다.
옹스트롬이 살아남은 것은 원자의 크기와 잘 맞기 때문입니다. 수소 원자의 반지름은 약 0.5Å입니다. 탄소-탄소 단일 결합은 대략 1.5Å입니다. 이 값을 나노미터로 나타내면 다루기 불편한 소수가 되므로 결정학자, 분광학자, 구조생물학자는 지금도 이 오래된 단위를 선호합니다. 공개 데이터베이스에 등록된 단백질 구조는 여전히 분해능을 옹스트롬으로 표시하며, 2Å보다 좋은 분해능으로 풀린 구조는 우수한 것으로 평가됩니다.
가시광선의 파장도 다루기 좋은 범위에 들어옵니다. 붉은빛은 7000Å 부근, 보랏빛은 4000Å 부근입니다. X선의 파장은 1Å 안팎에 몰려 있는데, X선 회절이 원자 간격을 드러내는 이유가 바로 여기에 있습니다. 살펴보는 수단과 대상의 크기가 같기 때문입니다.
옹스트롬은 국제단위계에 속하지 않습니다. 국제도량형국은 SI와 함께 쓸 수 있는 단위로 열거하면서도 새로운 용도로는 권하지 않고 나노미터나 피코미터를 선호합니다. 그러나 이 권고는 이 단위가 뿌리내린 분야에서는 별 효과가 없었습니다. 반도체 제조가 좋은 예입니다. 공정 노드는 수십 년 동안 나노미터로 불렸지만, 구조가 작아지면서 업계는 게이트 산화막 두께를 옹스트롬으로 표시하기 시작했고, 인텔은 자사 기술의 한 세대를 옹스트롬 시대라고 이름 붙였습니다.
오래된 과학 문헌을 읽을 때는 주의가 필요합니다. 옹스트롬이 미터에 연결되기 전에는 카드뮴의 특정 스펙트럼선을 기준으로 정의되었고, 20세기 초에 발표된 값은 오늘날의 값과 조금 다를 수 있습니다. 국제천문연맹은 1907년에 이 분광학적 정의를 채택했고, 이는 1960년 미터 자체가 크립톤을 기준으로 재정의될 때까지 쓰였습니다. 차이는 작지만 실재하며, 과거의 스펙트럼 측정을 현재의 측정과 견줄 때에는 중요하게 작용합니다.
환산은 간단합니다. 1옹스트롬은 10-10미터, 0.1나노미터, 100피코미터와 같으며 10옹스트롬이 1나노미터가 됩니다.
천문단위는 정확히 149,597,870,700미터, 곧 1억 5000만 킬로미터에 가까운 길이입니다. 기호는 au입니다. 지구와 태양 사이의 평균 거리에 가까우며 태양계 안의 거리를 나타내는 표준 척도입니다.
이 단위는 본디 고정된 수가 아니라 그 궤도 관계로 정의되었습니다. 이전의 정의는 태양을 도는 가상의 천체가 갖는 성질에 매여 있었고, 그래서 값이 중력 상수에 좌우되어 측정이 정밀해질 때마다 고쳐야 했습니다. 국제천문연맹은 2012년에 천문단위를 정확한 미터 수로 확정하여 이 의존 관계를 끊었습니다. 이 변경은 계산을 간단하게 했고, 물리 상수가 정밀해질 때마다 길이가 흔들리는 단위라는 불편을 없앴습니다.
그 값을 정하는 일은 관측천문학의 큰 과제 가운데 하나였습니다. 태양면을 가로지르는 금성을 지구상의 멀리 떨어진 지점에서 관측하면 삼각측량으로 거리를 구할 수 있었습니다. 1761년, 1769년, 1874년, 1882년의 통과에 맞추어 관측대가 꾸려졌고, 제임스 쿡의 첫 태평양 항해는 1769년의 현상을 중심으로 계획되었습니다. 1960년대 금성을 향한 레이더 거리 측정이 결국 어떤 광학적 방법보다도 훨씬 정밀하게 이 값을 확정했습니다.
이 단위 덕분에 태양계의 거리를 읽어 내기가 쉬워집니다. 수성은 0.39au, 화성은 1.52au, 목성은 5.2au, 해왕성은 30.1au에서 공전합니다. 카이퍼 벨트는 대략 50au까지 뻗어 있습니다. 인류가 만든 가장 먼 물체인 보이저 1호는 165au를 넘어섰습니다. 빛이 1천문단위를 가는 데 약 499초가 걸리므로 태양까지는 8광분 남짓입니다.
태양계를 벗어나면 이 단위는 다루기 번거로워지고, 천문학자들은 광년과 파섹으로 바꿉니다. 1파섹은 206,265au입니다.
탐사선의 항법은 이 단위가 근삿값이 아니라 정확한 값이라는 데 기대고 있습니다. 외행성으로 가는 궤도는 수십 천문단위의 거리에 걸쳐 계산되므로, 단위 자체의 길이에 생긴 오차는 모든 위치 계산으로 번져 갑니다. 2012년에 값을 고정하면서 임무 계획에 쓰이는 역표에서 이 어긋남의 원인이 사라졌습니다.
1천문단위는 149,597,870.7킬로미터, 약 9295.6만 마일과 같습니다.