은하에 관해..

 

은하(galaxy)는 그리스어 갈락시아스에서 유래되었으며, 지구에서 볼 때는 은하수라고 하며, 여러 물질과 천체들이 중력에 의해 묶인 태양계를 포함한 많은 항성을 주체로 하는 밤하늘의 멋진 천체 무리를 말한다. 1600년대에 갈릴레오 갈릴레이는 자신이 직접 개발한 망원경으로 은하수는 수많은 별들로 이루어져 있다고 밝혔다. 은하 안에는 무수히 많은 성간운이나 항성들이 존재하고 있으며, 그 사이의 공간에는 성간물질인 먼지나 가스, 우주선과 같은 것들로 채워져 있다. 아직 무엇인지 밝혀지지 않은 암흑 물질이 은하 질량의 대부분을 차지하고 있으며, 수많은 은하 중심에는 블랙홀이 있을 것이라 여겨지고 있다. 태양계의 우리은하 또한 중심에 블랙홀이 존재할 것으로 보인다.

은하는 세 가지로 분류가 된다. 타원형의 은하, 나선형, 그리고 불규칙형이 있다. 우리은하의 지름은 약 10만 광년 정도로 추정하고 있으며, 태양과 같은 별은 약 4천억개 이상 존재할 것으로 추정된다. 우리가 보는 은하수는 지구에서 본 은하의 옆모습이며 우리가 보는 별들은 모두 우리은하에 속해 있는 별들이다. 우리은하의 모양은 천구를 가로지르는 밝은 띠처럼 보이며, 2개의 나선팔이 존재하는 막대나선은하의 모습을 띠고 있다. 

우리은하가 언제 생성되었는지를 가늠하기는 거의 불가능하다고 볼 수 있으나, 우리은하 안에 속해있는 별 중 가장 오래된 별의 나이를 근거로 어느 정도 추정은 가능하다. 현재까지 알려진 가장 오래된 별은 약 136억년 정도이며, 이를 통해 우리은하는 현재의 우주 생성 시기인 약 137억년 전에 생성되었으리라 추정된다. 

우리은하의 별들은 은하의 중심부를 중심으로 공전하고 있는데, 그 이유로 은하 중심부에 초대질량의 블랙홀의 존재 때문이라 추정하고 있다. 이 블랙홀은 태양의 약 450만배 질량일 것으로 추정되는 거대 블랙홀이고, 이 블랙홀의 부근에는 중간 정도의 질량의 블랙홀들이 존재하며 서로를 공전하고 있는 것이 확인되었다. 은하의 중심부에서는 불과 수백만년 전에 별들이 폭발적으로 생성되었던 흔적들을 찾아볼 수 있는데, 그 증거로 우리은하의 중심부에 수천개의 별들이 모여 있고, 거대 항성들도 100여개 정도 모여 있는 것이 확인되었다.

우리은하는 그동안 수많은 다른 작은 은하들을 흡수하거나 합병하면서 성장을 해오고 있다. 우리은하 내의 특이한 별 집단의 운동이 포착되었고, 이는 우리은하에 흡수되고 남은 잔해물이라는 결과로 도출되었다. 우리은하 중심부에서 은하의 핵을 수직으로 공전하는 특이한 Inner ring과 outer ring의 존재가 바로 이를 입증해 준다. 지금도 주변 은하를 합병 중이며 다만, 처녀자리 왜소은하의 경우 과거에 여러 차례 우리은하를 수직 관통했던 흔적들이 있었으나 우리은하에 먹히지 않고 그 형태를 유지해 온 것이 특이점이며, 이는 상당한 양의 암흑물질이 우리은하의 중력을 이겨낼 정도의 보유량으로 인한 것이지 않나 추정된다. 

최근 연구 결과에 따르면 우리은하는 우리에게 보이는 것보다 실제 더 크다는 결과가 있었다. 과학 전문 매체인 사이언스 뉴스지에 따르면 영국의 천체물리학자인 알리스 디슨 박사 연구팀에서 우리은하의 끝을 분석한 연구 결과로 온라인 저널 아카이브를 통해 발표하기도 했다. 그동안에는 우리은하의 끝이 어딘지에 대해 특정하기가 어려운 부분이 있었는데 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 밝혀낸 것이다. 

우주에는 우리은하와 같은 은하가 약 3조개 정도 있을 것으로 추정하고 있다.

우리은하를 포함해서 약 2~30여개 정도의 은하가 인접해 있으며, 안드로메다 은하와 삼각형자리 은하가 있다. 특히 안드로메다은하는 서로 중력의 영향으로 인해 공전하고 있고, 삼각형자리 은하는 안드로메다은하에 중력적으로 속박되어 긴 궤도를 따라 느린 속도로 공전하고 있지만, 안드로메다 은하로 가스와 별이 유출되고 있어 안드로메다 은하로 흡수, 합병될 것으로 예상된다. 안드로메다은하는 총별의 개수가 1조개 이상이며, 우리은하의 약 2배 규모로 우리은하에 비해 밝기도 2배 정도 밝을 것으로 추정되나 무게는 우리은하가 약 2배가량 더 무겁다. 

우리은하와 안드로메다은하는 60억년 정도 후에는 아마도 충돌할 가능성이 매우 높은 것으로 알려져 있다. 과거에 안드로메다은하와 같이 거대 은하와 우리은하가 충돌했었다는 증거는 없지만, 다른 왜소은하들과 충돌하거나 병합된 흔적은 연구 결과를 통해 계속 밝혀지고 있다.

별들 사이의 충돌이 일어나는 일은 거의 없지만, 은하들 사이에서는 충돌이 자주 일어나게 되며 그 영향으로 은하가 진화하고 형성되는 데에 매우 결정적인 영향을 미치게 된다. 은하가 정면으로 충돌하지만, 운동량이 상대적으로 커서 하나로 뭉쳐지지 않기도 하며, 은하끼리 약간 비켜서 스쳤지만, 조석력으로 인해 은하가 변형되거나 각 은하의 먼지나 가스와 같은 것들이 서로 섞이거나 교환되기도 한다.

은하들은 독립적으로 홀로 동떨어져 존재하지는 않고, 다른 은하들과 무리를 이루고 있다. 홀로 존재하는 은하들은 전체의 극소수에 불과하다. 

은하들끼리는 중력으로 묶여 있는데, 이러한 은하들의 모임을 은하군 이라고 하고, 은하군이 모인 더 큰 무리를 은하단이라고 부른다. 이 은하단의 중심부에는 거대한 은하가 존재하기도 하는데, 이것은 주위의 작은 은하들과 합쳐지면서 그 크기가 커진 것으로 추정된다. 허블의 법칙은 우주가 계속 팽창하고 있고 은하 사이의 거리는 점점 늘어난다고 본다. 따라서 은하의 무리가 다른 은하들과 병합되면서 시간이 흐름에 따라 커다란 은하단으로 성장하게 된다. 은하단은 대부분이 암흑물질로 이루어져 있고, 나머지는 가스나 개별 은하 자체에 속해 있다.