지구과학 고3 은하와 우주

은하의 종류

타원 은하·나선 은하·불규칙 은하의 형태와 허블 분류 체계를 이해한다.
은하를 겉모습에 따라 타원 은하·나선 은하(정상 나선/막대 나선)·불규칙 은하로 나눈 분류이며, 허블이 제안한 소리굽쇠 모양의 체계로 정리됩니다.
은하 분류는 '족보'가 아니라 '사진첩 정리'입니다. 모양이 비슷한 것끼리 묶어 놓은 것일 뿐, 왼쪽에서 오른쪽으로 자라난다는 뜻이 아닙니다.

쉽게 말하면

은하는 별·성간 물질·암흑 물질이 중력으로 묶인 거대한 집단입니다. 수천억 개의 별이 모여 있어도 너무 멀기 때문에 우리 눈에는 뿌연 덩어리로 보이고, 그래서 초기 천문학자들은 이것을 '성운'이라 불렀습니다. 은하 하나하나를 구별할 수 있게 되자 가장 먼저 한 일이 모양별로 줄 세우는 것이었습니다.

허블 분류는 크게 세 갈래입니다. 타원 은하는 공이나 럭비공처럼 매끈하고, 납작한 정도에 따라 E0에서 E7까지 붙입니다. 나선 은하는 중심의 팽대부와 원반, 그리고 감겨 있는 나선팔로 이루어지며, 중심을 가로지르는 막대가 있으면 막대 나선 은하로 따로 표시합니다. 나선팔이 얼마나 촘촘히 감겼는지, 팽대부가 얼마나 큰지에 따라 a·b·c로 나눕니다. 불규칙 은하는 뚜렷한 대칭이나 나선 구조가 없는 은하입니다.

모양의 차이는 그 안에 무엇이 들어 있는지의 차이이기도 합니다. 타원 은하에는 성간 물질(가스와 먼지)이 거의 없어 새 별이 잘 태어나지 않고, 그래서 이미 늙어 붉게 보이는 별이 많습니다. 나선 은하의 나선팔에는 성간 물질이 풍부해 지금도 별이 태어나고 있고, 갓 태어난 뜨겁고 푸른 별들이 팔을 파랗게 빛냅니다. 즉 은하의 모양은 별의 진화 이야기가 은하 규모로 펼쳐진 결과를 보여 줍니다.

우리가 사는 우리 은하도 이 분류에서 막대 나선 은하에 해당합니다. 한편 중심핵이 유난히 밝게 타오르는 활동 은하(퀘이사·세이퍼트)는 겉모양이 아니라 '중심에서 얼마나 격렬한 일이 벌어지는가'로 따로 묶은 분류라서, 허블 분류와는 잣대 자체가 다릅니다.

이렇게 나타납니다

  1. 예시 1
    E0과 E7의 차이는 '실제 모양'이 아니라 '보이는 모양'
    타원 은하의 E 뒤 숫자는 하늘에 투영된 납작한 정도로 매깁니다. 럭비공처럼 길쭉한 은하라도 길쭉한 축이 우리 쪽을 향하면 동그랗게 보여 E0으로 분류됩니다. 즉 분류 번호는 은하의 진짜 3차원 모양이 아니라 '보는 방향까지 섞인' 값입니다.
  2. 예시 2
    Sa와 Sc의 차이
    Sa는 팽대부가 크고 나선팔이 촘촘히 감겨 있으며, Sc로 갈수록 팽대부가 작아지고 팔이 느슨하게 벌어집니다. Sc 쪽일수록 원반의 성간 물질 비율이 높아 별 탄생이 활발하고, 사진에서 팔이 더 푸르고 얼룩덜룩해 보입니다.
  3. 예시 3
    불규칙 은하는 왜 불규칙할까
    불규칙 은하는 대체로 질량이 작아 스스로의 중력으로 매끈한 원반이나 타원 모양을 유지하기 어렵고, 이웃 은하의 중력에 흔들려 모양이 흐트러진 경우도 많습니다. 성간 물질 비율이 높아 별 탄생이 활발한 편입니다.

타원 은하 vs 나선 은하

구분타원 은하나선 은하
모양매끈한 공~럭비공, 나선팔 없음팽대부 + 원반 + 나선팔
성간 물질거의 없음원반과 나선팔에 풍부
별 탄생거의 일어나지 않음나선팔에서 활발
주된 별의 색붉은색(늙은 별이 많음)팔은 푸른색(젊은 별), 팽대부는 붉은색
기호E0 ~ E7S(a/b/c), 막대가 있으면 SB(a/b/c)

자주 하는 오해

허블 분류를 은하의 '진화 순서'로 읽기
이렇게 생각하기 쉬움타원 은하가 나이를 먹으면 나선 은하가 되고, 그다음 불규칙 은하가 된다
실제로는허블 분류는 겉모습을 정리한 표일 뿐, 시간 순서가 아닙니다.
타원 은하 쪽을 '이른(early) 형', 나선 은하 쪽을 '늦은(late) 형'이라 부르는 관습 때문에 진화 순서로 오해하기 쉽습니다. 그러나 이 이름은 도표에서의 위치를 가리키는 용어일 뿐이고, 실제로 타원 은하에는 오히려 늙은 별이 많습니다. 은하가 어떤 모양이 되는지는 태어날 때의 환경과 다른 은하와의 충돌·병합 같은 역사로 결정됩니다.
'별이 없는 은하'와 '별이 새로 안 태어나는 은하'를 헷갈리기
이렇게 생각하기 쉬움타원 은하는 성간 물질이 없으니 별도 별로 없고 어두울 것이다
실제로는타원 은하에도 별은 수천억 개가 있습니다. 다만 새 별을 만들 재료(가스·먼지)가 부족해 '새로' 태어나지 않을 뿐입니다.
성간 물질은 별의 원료이지 별 자체가 아닙니다. 원료가 떨어졌다는 것은 앞으로 태어날 별이 적다는 뜻이지, 이미 있는 별이 사라진다는 뜻이 아닙니다. 그래서 타원 은하는 새로 태어나는 푸른 별이 없어 전체적으로 붉게 보입니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

별의 진화고2

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

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같은 단원의 개념 — 은하와 우주

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자주 묻는 질문

Q1은하와 성운은 어떻게 다른가요?
성운은 한 은하 안에 있는 가스와 먼지 구름이고, 은하는 별 수천억 개가 통째로 모인 훨씬 큰 집단입니다. 망원경 성능이 낮던 시절에는 멀리 있는 은하도 뿌옇게만 보여 '성운'으로 불렸기 때문에 안드로메다 은하를 '안드로메다 성운'이라 부르던 흔적이 남아 있습니다.
Q2은하의 모양은 무엇이 결정하나요?
은하가 처음 만들어질 때 물질이 얼마나 빠르게 회전하고 있었는지, 그리고 이후 다른 은하와 얼마나 충돌·병합했는지가 큰 역할을 합니다. 나선 은하끼리 충돌하면 원반 구조가 깨지고 가스가 소모되어 타원 은하에 가까워질 수 있다고 봅니다.
Q3은하 분류를 아는 것이 우주론과 무슨 상관인가요?
은하는 우주 구조를 재는 '측량점'입니다. 어떤 종류의 은하가 어디에 얼마나 모여 있는지를 세어야 우주 거대 구조를 그릴 수 있고, 은하의 스펙트럼을 찍어야 허블 법칙을 확인할 수 있습니다.
교육과정 2022 개정 · 고3 지구과학 · 은하와 우주 수록 기본 (교육과정 단원)

은하 하나를 안쪽에서 들여다볼 차례입니다. 우리가 살고 있는 막대 나선 은하, 우리 은하의 구조부터 확인해 보세요.

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