우리 은하
쉽게 말하면
은하의 종류에서 배운 분류로 말하면, 우리 은하는 중심을 가로지르는 막대 구조를 가진 막대 나선 은하입니다. 옆에서 보면 가운데가 볼록한 납작한 원반 모양이고, 위에서 내려다보면 중심의 막대에서 나선팔이 뻗어 나온 모습입니다. 밤하늘을 가로지르는 은하수의 뿌연 띠는, 우리가 이 납작한 원반의 '면' 방향을 안쪽에서 바라볼 때 별들이 겹쳐 보이는 것입니다.
구조는 세 부분으로 나눠 봅니다. 팽대부는 중심의 불룩한 부분으로 늙은 별이 빽빽이 모여 있습니다. 원반은 나선팔을 포함한 납작한 부분으로, 성간 물질이 풍부해 지금도 별이 태어나며 젊고 푸른 별이 많습니다. 헤일로는 원반을 공처럼 감싸는 영역으로 별이 드문드문 있고 구상 성단이 분포합니다.
우리 은하의 크기와 태양계의 위치는 구상 성단의 분포를 관측해 알아냈습니다. 구상 성단은 헤일로에 은하 중심을 둘러싸고 퍼져 있으므로, 그 분포의 '중심'을 찾으면 우리 은하의 중심 방향과 거리를 알 수 있습니다. 그렇게 해서 태양계가 은하 중심이 아니라 중심에서 상당히 떨어진 원반부에 있다는 것이 밝혀졌습니다.
결정적으로 중요한 관측이 회전 곡선입니다. 은하 중심에서의 거리에 따라 별들이 얼마나 빠르게 공전하는지 그려 보면, 바깥쪽으로 갈수록 속도가 줄어야 하는데 실제로는 거의 줄지 않고 평평하게 유지됩니다. 눈에 보이는 별과 가스만으로는 이 속도를 붙잡아 둘 중력이 부족합니다. 여기서 암흑 물질과 암흑 에너지가 등장합니다.
이렇게 나타납니다
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예시 1은하수가 '띠'로 보이는 이유우리 은하가 공 모양이라면 밤하늘 어느 방향으로나 별이 고르게 보여야 합니다. 실제로는 하늘의 특정한 큰 원을 따라서만 별이 빽빽하게 몰려 뿌연 띠를 이룹니다. 이것이 우리 은하가 납작한 원반이며 우리가 그 원반 안에 있다는 가장 직접적인 증거입니다.
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예시 2구상 성단으로 은하 중심 찾기구상 성단은 은하수의 띠 위에 고르게 있지 않고 한쪽 하늘(궁수자리 방향)에 치우쳐 몰려 있습니다. 구상 성단이 은하 중심 주위에 대칭적으로 분포한다고 보면, 그 치우침의 중심이 곧 은하 중심 방향이며 우리는 중심에서 멀리 떨어져 있다는 결론이 나옵니다.
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예시 3회전 곡선이 평평하다는 것의 의미태양계에서는 바깥 행성일수록 공전 속도가 느립니다. 질량이 중심(태양)에 몰려 있기 때문입니다. 우리 은하에서 별들의 속도가 바깥에서도 줄지 않는다는 것은, 질량이 눈에 보이는 중심부에만 몰려 있지 않고 바깥까지 넓게 퍼져 있다는 뜻입니다.
자주 하는 오해
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
같은 단원의 개념 — 은하와 우주
자주 묻는 질문
Q1우리 은하의 모양을 어떻게 알아냈나요? 밖에서 사진을 찍을 수도 없는데요.
Q2은하 중심에는 무엇이 있나요?
Q3태양계도 은하 중심을 공전하나요?
은하 하나를 봤으니 이제 은하들이 어떻게 모여 있는지 볼 차례입니다. 우주 거대 구조에서 은하단과 거대 공동을 확인해 보세요.
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