우주 (宇宙, Universe) 에 대하여 - 은하 (2)

은하의 형태와 분류

은하는 20세기 대표 천문학자인 에드윈 허블이 주장한 은하의 형태 분류 체계인 허블 시퀀스에서 제시한 허블소리굽쇠도 (Hubble tuning fork diagram) 를 근거로하여 크게 세가지의 형태로 분류되고 있습니다. 그 형태는 시각적인 은하의 모양만을 가지고 분류하였으며, 크게 타원형, 나선형, 불규칙형으로 나뉘고 있습니다. 

에드윈 허블이 제시한 허블 소리굽쇠도

그리고, 허블 소리굽쇠도에서는 은하의 종류를 타원 은하인  E, 나선 은하인 S, 막대 나선 은하인 SB 로 상세히 분류하고있습니다.

* 타원 은하

타원은하 예시 (출처 : Wikipedia)

 타원 은하는 허블 소리굽쇠도의 E 분류 체계에서 원모양 (E0) 에서 찌그러진 원모양 (E7)까지 세분화되며, 모두 타원체의 형태이기때문에 어느 방향에서 관찰을 하더라도 타원형의 모습이 관측이 됩니다. 이 타원은하는 다른 모양의 은하에 비하여 구조가 단순하고 성간 물질 (은하 내 항성 사이나 항성 바로 근처에 존재하는 물질이나 에너지) 적습니다. 이러한 이유 때문에 타원 은하에서는 새로운 별의 발생이 적으며, 은하중심을 기준으로 공전하는 늙은 별들로 주로 이루어져 있습니다. 

 

* 나선 은하

나선은하 예시 (출처 : Wikipedia)

나선 은하는 허블 소리굽쇠도의 S 분류 체계로 나선팔이 꼬인 정도와 은하팽대부 (galactic bulge, 은하 내에 빽빽하게 모인 별들의 군집) 의 크기에 따라 Sa, Sb, Sc로 분류하고 있습니다. Sa 형은 나선팔이 팽팽하게 감겨져 있으며, 나선팔과 나선팔의 사이가 구분이 명확하지 않지만, 팽대부가 다른 종류에 비해 상대적으로 큰 형태입니다. Sc 형은 나선팔이 느슨하고 뚜렷하고, 팽대부가 상대적으로 작은 형태입니다. Sb 형은 Sa와 Sc 형의 중간 형태를 나타 내고있습니다.

나선 은하의 대부분은 팽대부에서부터 바깥쪽의 나선팔과 연결되는 막대 모양의 구조를 갖기도 합니다. 이 같은 은하를 막대 나선 은하로 명명하며, 허블 소리굽쇠도에서는 SB로 표시합니다. 막대 나선 은하는 일반 나선은하처럼 나선팔의 감긴 정도에 따라 SBa, SBb, SBc 로 분류 하고 있습니다. 이 막대구조는 나선팔의 높은 밀도파와 은하간 산호작용에의해 일시적으로 발생하는 구조라고 추측하고있으며, 막대 구조에의해 가스를 은하 중심으로 쉽게 보낼수 있게되고, 이에 따라 거의 대부분의 막대 은하들은 활동은하핵(전자기 스펙트럼의 일부 또는 모든 대역대에서 보통 이상의 광도를 내는 은하 중심에 존재하는 영역)을 갖고있는 것으로 여겨지고 있습니다.

 

* 렌즈형 은하 및 왜소 은하

렌즈형 은하는 허블 소리굽쇠도에서 S0 으로 분류됩니다. 이는 타원은하와 나선은하의 중간 성격을 갖는 은하를 이야기하며, 뚜렷한 나선팔이 보이지 않고 별의 분포는 타원 은하와 비슷한것이 특징입니다. 그리고 나선 은하와 같이 막대구조를 갖고 있을 경우 막대 렌즈형 은하(SB0) 으로 분류되기도 합니다.

왜소은하는 타원은하나 나선은하와같이 명확하게 관측이되지 않는 크기로 이뤄진 은하를 말하며, 일반적으로 약 10억개 정도에 불과한 별들로 구성되있습니다. 이러한 왜소은하들은 큰 은하 주위를 공전하는 위성 은하가 대다수를 차지하고 있습니다. 하지만 이 왜소 은하는 크기는 작지만 우주의 거의 대부분을 차지하고 있습니다.

 

* 특이 은하

링 은하 예시

특이 은하는 기존에 분류된 형태와 다르게 기묘하게 변형된 은하를 말하며, 대표적인 예로 고리 은하를 볼 수 있습니다. 이 고리은하는 은하 중심에 은하 팽대부만 있고 이 팽대부를 중심으로 별들과 성간 물질들이 고리 모양으로 둘러싸고 있는 모양 입니다. 이런 특이한 형태를 갖게된 원인으로는 작은 은하가 나선 은하의 중심을 관통해 생긴것으로 추측되고 있습니다. 이처럼 어떠한 분류에도 속하지 않는 형태를 불규칙 은하로 현재 분류하고 있으며, 허블 소리굽쇠도에서는 특정한 형태로 구분하기 어렵다는 의미로  Irr-I, Irr-II 로 구분하고 있습니다. 대표적인 불규칙 은하는 마젤란 은하가 해당 형태에 포함됩니다. 

우리 은하

 

우리 은하 상상도 (출처 : Wikipedia)

 

우리은하는 태양계가 속해있는 은하를 말합니다. 지름이 약 30 kpc (약 97,800 광년), 두께가 약 1 kpc (약 3,261 광년) 인 막대 나선은하에 속하고, 약 2천억개의 별들을 가지고 있는 것으로 확인됩니다.

우리 은하의 관측은 지구에서 관측되는 은하수를 관찰하면서 시작됐습니다. 은하수가 수없이 많은 별들로 이뤄져있다는 사실을 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 처음으로 밝혔으며, 이후 토머스 라이트, 윌리엄 허셜, 야코뷔스 캅테인 그리고 할로 섀플리와 같은 천문학자들의 연구에의해 우리 은하는 평평한 원반의 형태를 띄며, 태양계는 원반 모양의 우리 은하 외곽에 위치해 있다는 결론에 이르고 있습니다.