하일리겐샤인(Heiligenschein)은 독일어로 '후광(halo)' 또는 '광륜(aureola)'을 뜻하는 말로, 이슬이 맺힌 잔디나 초목 위에 드리워진 관찰자 자신의 그림자 머리 부분 주변에 밝은 점 또는 빛무리가 나타나는 광학 현상이다. 사진측량(photogrammetry) 및 원격탐사(remote sensing) 분야에서는 '핫스팟(hotspot)'으로 더 흔히 알려져 있으며, 이탈리아 예술가이자 작가인 벤베누토 첼리니(Benvenuto Cellini, 1500~1571)가 1562년 자신의 회고록에서 이 현상을 처음으로 기록한 것으로 알려져 있어 '첼리니의 후광(Cellini's halo)'이라고도 불린다.
발생 원리
하일리겐샤인은 거의 완벽한 구형에 가까운 이슬 방울이 작은 렌즈 역할을 하여 태양광을 이슬 방울 뒤쪽의 표면(잎사귀 등)에 한 점으로 집중시키면서 발생한다. 이렇게 집중된 빛이 표면에서 산란 또는 반사된 후, 동일한 이슬 방울이 다시 렌즈 역할을 하여 그 빛을 원래 빛이 들어온 방향(즉, 관찰자의 눈 방향)으로 되돌려 보낸다. 이 원리는 고양이 눈 재귀반사체(cat's eye retroreflector)와 유사하나, 물의 굴절률이 약 1.33으로 재귀반사에 이상적인 굴절률(약 2)보다 낮기 때문에 이슬 방울이 빛을 방울 뒷면 바깥쪽 약 20~50% 지름 거리에 초점을 맺게 된다. 식물 표면의 털(trichome)에 매달린 이슬 방울이 이 정도 거리를 유지할 때, 방울과 식물 표면의 조합이 재귀반사체로 작동하게 된다.
관찰 조건
하일리겐샤인은 주로 아침 이슬이 맺힌 잔디밭에서 태양의 고도가 낮아 그림자가 길게 드리워질 때 관찰하기 쉽다. 이 현상은 반대점(antisolar point, 태양의 정반대 지점)을 중심으로 나타나며, 관찰자마다 자신만의 하일리겐샤인을 보게 된다. 건조한 표면(자갈길이나 마른 초목 등)에서도 유사한 현상이 나타날 수 있으나, 이 경우는 각 표면의 불규칙성이 자신의 그림자를 가리는 방식으로 인해 발생하는 것으로 메커니즘이 다르다.
유사 현상
하일리겐샤인과 유사한 광학 현상으로는 대기 중 수증기에 의해 발생하는 '영광(glory)', 달이나 행성의 표면에서 관측되는 '반대점 급증(opposition surge)', 숲속에서 습한 나뭇잎에 의해 나타나는 '실반샤인(sylvanshine)', 그리고 구름 위에 관찰자의 그림자가 확대되어 투영되는 '브로켄의 요괴(Brocken spectre)' 등이 있다.
