은하

은하는 무엇인가요

은하(銀河, galaxy)의 영어 이름은 은하수를 뜻하는 그리스어 갈락시아스에서 왔어요. 은하 안에는 항성계, 성단, 성간운이 있고 그 사이는 가스와 먼지, 우주선으로 이뤄진 성간 물질로 채워져 있어요. 태양도 다른 항성들처럼 은하의 중심 둘레를 돌아요. 많은 은하의 중심에는 초대질량 블랙홀이 있다고 여겨져요.

은하는 어떻게 움직이고 변하나요

은하 안의 별들은 은하의 질량 중심 둘레를 공전해요. 1970년대 베라 루빈은 수소선 관측으로 은하의 바깥쪽에서도 회전 속도가 느려지지 않는다는 것을 밝혔어요. 별이나 가스 같은 눈에 보이는 물질만으로는 이 회전 속도를 설명할 수 없어서, 빛을 내지는 않지만 질량을 가진 암흑 물질이 필요하다는 것을 알게 됐어요. 암흑 물질의 정체는 아직 명확하지 않아서 현대 물리학과 천문학이 풀어야 할 가장 중요한 문제로 남아 있어요.

나선은하의 나선팔은 밀도파 때문에 생기는 밀도가 높은 영역으로 여겨져요. 별들은 나선팔에 가까워지면 중력 때문에 빨리 움직여 모였다가 지나가면 다시 느려지는데, 이는 정체가 생기는 고속도로에 비유돼요. 나선팔은 주변보다 밀도가 높고 새 별이 태어나기 때문에 눈에 잘 띄어요.

별들 사이의 충돌은 거의 일어나지 않지만 은하들 사이의 충돌과 상호작용은 꽤 자주 일어나고, 은하의 형성과 진화에 큰 영향을 줘요. 가장 큰 은하들은 주로 타원은하이고, 많은 타원은하가 은하 사이의 충돌과 병합으로 만들어졌다고 생각돼요.

은하에는 어떤 종류가 있나요

허블이 1936년에 만든 허블 분류는 은하를 겉모습으로 나눠요. 이 분류는 시각적 모양만 가지고 나눈 것이라서 별 생성률이나 은하핵의 활동성 같은 중요한 특성은 반영하지 못해요.

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특이 은하는 다른 은하와의 상호작용으로 기묘하게 변형된 은하예요. 고리은하가 대표적인데, 작은 은하가 나선은하의 중심을 관통하면서 별과 성간 물질이 고리 모양으로 남아요. 안드로메다 은하를 적외선으로 보면 고리 모양이 여러 개 나타나서 비슷한 사건이 있었다고 짐작해요.

우리은하는 어떤 은하인가요

우리은하는 약 2천억 개의 별을 가지고 질량이 태양의 약 6천억 배인 막대나선은하예요. 지름은 약 30kpc, 두께는 약 1kpc예요. 주변에는 수십 개의 위성 은하가 알려져 있고 지금도 계속 발견돼요.

은하 관측의 역사는 어떻게 이어졌나요

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외부 은하로 처음 관측된 것이 안드로메다 은하(M31)예요. 1920년 대논쟁에서 섀플리는 은하수가 우주 전체이고 안드로메다는 우리 은하의 일부라고, 커티스는 안드로메다가 우리 은하 밖의 다른 은하라고 주장했어요. 논쟁은 허블의 거리 측정으로 끝났어요. 1990년대에 대형 망원경과 허블 우주 망원경이 나오면서 수십억 년 전 모습을 보여 주는 먼 은하, 곧 고적색편이 은하를 관측하게 됐고, 지금은 전파, 적외선, X선 등 여러 파장의 정보를 종합해 은하를 이해해요.

한국에서는 은하를 어떻게 연구하고 있나요

한국에서도 은하 연구가 활발해요. 한국천문연구원 우주진화연구센터와 고등과학원이 이끈 국제 공동 연구진은 세계 최대 규모 우주 시뮬레이션인 호라이즌 런 5를 써서 은하단 안의 은하 모양이 변하는 규칙성의 기원을 밝혔어요. 은하단 중심부에는 타원은하와 렌즈은하가 많고 바깥으로 갈수록 나선은하의 비율이 커지는 규칙성은 1980년 앨런 드레슬러가 발표했지만 원인이 규명되지 않다가 45년 만에 풀렸어요.

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은하단은 수백에서 수천 개의 은하가 중력으로 묶인, 우주에서 안정화된 천체 가운데 가장 무거운 천체예요. 연구진은 앞으로 은하단뿐 아니라 우주의 다양한 환경에 있는 은하의 형태 규칙성과 원인을 계속 연구할 예정이라고 밝혔어요.

은하와 함께 알아 둘 개념에는 무엇이 있나요

• 은하단: 수백에서 수천 개 은하가 중력으로 묶인 구조예요.
• 암흑 물질: 빛을 내지 않지만 질량을 가진 물질로 은하 질량의 약 90%예요.
• 고적색편이 은하: 아주 멀어서 수십억 년 전 모습으로 관측되는 은하예요.
• 위성 은하: 큰 은하 둘레를 도는 작은 왜소 은하예요.
• 허블 분류: 은하를 형태로 나누는 분류법이에요.
• 은하계: 한국어기초사전은 은하계를 은하를 이루고 있는 수많은 천체의 집단으로 풀이해요. 우리가 사는 태양계를 포함하고 회전해요.
• 은하수: 깜깜한 밤하늘에 보이는 은하수는 지구에서 본 우리 은하의 옆모습이에요. 밤하늘에서 보는 별은 모두 우리 은하 안에 있어요.
• 우리 은하의 규모와 모양: 지름이 약 10만 광년이고 태양 같은 별이 약 4천억 개 이상 있을 것으로 생각돼요. 2005년 스피처 우주망원경의 관측으로 막대나선은하의 모습이라는 것이 알려졌어요.
• 성운·성단과 외부 은하: 천체망원경으로 볼 수 있는 성운과 성단은 우리 은하 안에 있고, 망원경으로 보이는 은하들은 우리 은하 밖의 다른 은하예요. 최근 연구에 따르면 우주에는 우리 은하 같은 은하가 약 3조 개 있을 것이라고 해요.

은하에 대해 흔히 하는 오해는 무엇인가요

• 은하수가 우주 전체다: 1924년 허블의 거리 측정으로 우리은하 밖에 다른 은하가 있음이 확인됐어요.
• 은하 속 별들은 자주 충돌한다: 별들 사이의 충돌은 거의 일어나지 않아요.
• 큰 은하가 가장 많다: 개수로는 눈에 띄지 않는 왜소 은하가 우주의 대부분이에요.
• 은하의 모양은 처음부터 정해진다: 충돌과 병합으로 나선형이 타원형으로 바뀌기도 해요.