천문학의 세부 분야 (우리은하 천문학, 외부은하 천문학)

앞선 포스팅은 태양 천문학, 항성천문학, 행성 천문학에 대해 다뤄보았습니다. 다시 정리해보면서도 언제나 새롭고 놀라움을 금치 못하게 하는 것이 천문학이라는 분야가 아닐까 싶습니다. 이에 이어 천문학의 세부 분야 두 가지를 더 알아보고자 합니다. 이는 우리은하 천문학과 외부은하 천문학입니다. 이름에서 알 수 있듯이 우리은하는 우리가 사는 태양계를 의미하며, 우리은하 천문학이란 태양계에 관련된 은하 군을 연구하는 학문입니다. 반대로 외부 은하는 우리은하가 아닌 다른 모든 은하를 연구하는 천문학을 일컫습니다.

우리은하 천문학이란,
우리 태양계는 국부라고 불리는 은하 군에 속해 있는 막대 나선 은하인 우리은하에 속해 있습니다. 우리은하의 중앙 부분을 공전하고 있습니다. 태양계는 별들 사이의 먼지를 포함하는 바깥쪽 나선팔에 있기 때문에 먼지가 시야를 가리며, 이에 따라 지구에서 볼 수 있는 우리은하의 모습은 제한되어 있습니다. 먼지와 별, 가스 그리고 암흑물질 등이 서로 간의 중력을 통해 묶여 우리은하를 만들어 내고 있으며, 이들은 공통 질량중심을 축으로 회전하고 있다고 할 수 있습니다. 별들 사이의 물질의 밀도가 높은 곳에서 수소 분자와 다른 원소들로 구성된 분자로 이루어진 구름이 만들어집니다. 이곳에서 별들이 태어납니다. 별들 사이에는 먼지와 가스 등으로 이루어진 희박한 별들 사이 물질이 분포하고 있습니다. 별의 생성은 처음에는 분자로 이루어진 구름이 밀집된 어두운 성운의 모습으로 시작됩니다. 이 성운은 압축되고 붕괴하여 원시의 별을 만들게 됩니다. 은하 중앙의 부분은 바깥쪽으로 마치 소용돌이의 형상처럼 퍼져나가는 네 개의 나선 팔로 둘러싸여 있습니다. 우리은하 중앙 부분에는 막대기 모양을 한 팽대부가 있습니다. 은하의 중앙 부분에는 아주 커다란 블랙홀이 있는 것으로 사료되고 있습니다. 은하의 원반 모양을 예전 모형의 은하인 헤일로라는 것이 둘러싸고 있는데, 이 나선팔은 금속 함유량이 다량 함유되어 있으며, 젊은 항성 종족 1 별들이 탄생하는 장소입니다. 여기에는 주로 나이가 많은 항성 종족 2 별들과 다른 별들이 오밀조밀하게 뭉쳐있는 구상성단들이 분포하고 있다고 볼 수 있습니다. 이렇게 발광하지는 않지만, 무게를 가지는 암흑의 물질의 본질적인 요소는 아직 연구적으로 소명되지 않았으나, 우리은하 및 타 외부 은하에 대한 학문인 운동학적 연구를 통해서, 가시적인 물질보다 훨씬 더 많은 질량, 즉 무게가 존재한다는 사실을 알 수 있습니다. 어두운 물질인 헤일로가 우주에 있는 암흑 물질의 대부분을 차지하는 것으로도 볼 수 있습니다. 무게가 많이 나가는 별이 탄생하는 곳의 주위는 빛을 뿜어내는 가스와 플라스마로 이루어진 H2 영역으로 변화합니다. 가끔은 여러 별로 이루어진 별들의 그룹인 산개 성단이 만들어지기도 합니다. 이에 따라 주변의 별 간의 물질이 흩어지게 됩니다. 무게가 많이 나가는 고 질량 별들은 강한 항성의 바람, 항성풍을 내뿜으며 초신성 폭발로 일생을 마칩니다. 여러 별로 이루어진 별들의 그룹 산개 성단의 별들은 이를 통해 점차 흩어지게 되면서 우리은하의 항성 종족에 편입되게 됩니다.

외부은하 천문학이란,
외부은하 천문학이란 우리은하 천문학과는 달리 우리은하 밖의 천체와 현상을 집중적으로 연구하는 분야입니다. 주로 은하의 만들어짐과 진화, 은하단과 은하군, 외부은하의 형태와 분류, 활동성 은하, 그리고 이들로 이루어지는 우주의 커다란 구조를 연구합니다. 외부은하 천문학의 활동성 은하란, 방출하는 에너지의 상당 부분이 별들 사이의 물질 같은 것이 아닌 은하 중심의 타 에너지원, 즉 블랙홀, 별과 먼지로부터 나오는 은하를 뜻합니다. 활동성 은하에는 시퍼트은하, 퀘이사, 블레이저 전파 은하 등이 있습니다. 이와 같은 활동성 은하의 핵은 응축된 원의 모양을 가진 대단히 무거운 블랙홀로 여겨집니다. 외부은하 천문학의 전파 은하란, 일반적인 은하와는 다릅니다. 이는 전파에서 아주 강한 빛을 내게 됩니다. 퀘이사란, 우주에서 가장 밝은 천체 중 하나입니다. 이 거대한 군집은 다시 한번 필라멘트와 그 사이 어딘가를 배회하며 분포합니다. 우주의 커다란 구조적 형상은 이 개개의 은하들이 모여서 이루는 구조를 뜻합니다. 우주의 커다란 구조는 계층적으로 만들어집니다. 은하가 모여 은하 군을 만듭니다. 또한 은하 군이 모여 은하단을 만듭니다. 이 은하단은 다시 초은하단을 만드는 식입니다. 타원형 생김새를 가진 은하의 별들은 새롭게 만들어지는 별이 적은, 주로 오래된 별, 또한 불특정 궤도를 가지고 움직이며 별들 사이의 물질이 적은 별들로 이루어져 있습니다. 많은 은하는 그 생김새에 따라 타원은하, 나선은하, 불규칙 은하로 분류됩니다. 그 이름에 걸맞게 타원은하는 하늘에 투영된 모습이 타원의 모습을 보여주는 은하입니다. 타원 은하는 은하단 중심부에 많이 분포하고 있으며, 수많은 은하가 모여 만들어졌다고 여겨지고 있습니다. 나선팔들은 별들 사이의 불순물을 다량 포함하고 있습니다. 그리고 중앙의 팽대부와 나선 형태의 팔들로 구성되어 있습니다. 나선은하는 접시 모양의 얇고 회전하는 나선 모양을 띠고 있습니다. 나선은하는 대개 별들이 만들어지는 곳으로 파란색의 빛을 띠고 있습니다. 나선은하는 앞서 언급했던 나이가 많은 별들로 생성된 헤일로에 둘러싸여 있습니다. 우리은하와 사람들이 많이 알고 있는 안드로메다은하가 대표적인 나선은하의 예라고 볼 수 있습니다. 이처럼 규칙적이지 않은 모양은 타 은하와의 상호작용으로 만들어집니다.