우리은하
1. 은하수 : 수많은 별들의 집합체가 뿌연 띠 모양으로 보이는 것.
- 은하수는 비교적 낮은 표면광도를 갖는데, 은하의 원반을 채우고 있는 성간물질 때문이고,
이것은 우리가 밝은 은하 중심을 보는 것을 힘들게 한다. 따라서 광공해가 있는 어떤 도시나 교외 지역에서 보기 힘들다.
★ 은하수의 특징
- 지구 모든곳에서 관측된다.
- 여름철에 궁수지리쪽에서 폭이 넒고 밝게 관측되어 이 방향이 우리은하의 중심방향으로 여겨지고 있다.
- 우리은하를 옆에서 본 모습이다.
1) 은하수가 띠 모양으로 보이는 이유 : 태양계가 우리은하의 중심에서 벗어나 있기 때문에
2) 은하 중심 방향(궁수자리 방향)의 은하수 : 다른 방향보다 폭이 넓고 밝게 보인다.
3) 여름철의 은하수 : 겨울철보다 더 두껍고 밝게 보인다.
여름철에 우리 은하의 중심을 볼 수 있기 때문이다.
★※ 은하수는 우리은하를 관측한 모습이다. 다음을 보고 물음에 답하시오.
문1) 은하수의 중심부에 군데 군데 검게 보이는 부분 ?
답: 성간물질 때문에 빛이 가로막혀 생긴것이다.
문2) 은하수가 계절에 따라 다르게 보이는 이유 ?
우리은하의 어느방향을 보느냐에 따라 다르게 보이기 때문이다. 즉 관측자의 방향이 은하의 중심부를 보았을 때는 별의 수가 많고, 반대쪽을 보았을 때는 매우 적다.
※ 우리은하의 중심부인 궁수자리 쪽을 향하는 여름철에 은하수는는 유난히 밝고 넓게 보인다.
문3) 은하수는 무엇으로 이루어져 있을까?
- 은하수는 수많은 별들로 이루어져 있다.
2. 우리 은하의 모습
1)위에서 본 모습 : 은하중심에 막대가 있고, 소용돌이 모양의 나선 팔이 휘감고 있는
막대 나선형의 모습이다.
2)옆에서 본 모습 : 별들이 대체로 원반형으로 분포하고 있고 가운는데가 볼록하게 부풀어 있다.
//www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=Mz7ObSJZ-Vc
- 은하의 물리적 크기를 보면 은하수의 원반은 직경이 약 100,000 광년이고, 평균적으로 약 1,000광년 두께이다.
최소 2천억에서 4천억개 까지의 별들이 있는 것으로 추정된다. 아주 작은 별들의 수 때문에 정확한 수는 알 수 없지만 이것은 이웃한 안드로메다 은하에 1조개의 별들이 있는 것과 비교될 수 있다.
- 은하수의 중심부는 막대모양이고, 그 주위는 가스와 먼지, 그리고 바깥쪽으로 네 개의 뚜렷한 나선 팔(4개) 구조를 이루는 별들로 뒤덮여있다.
은하수가 보통의 나선은하가 아니라 막대나선은하라고 처음 의심하기 시작했다. 그들의 생각은 2005년, 은하의 중심 막대가 이전에 생각했던 것보다 더 크다는 것을 보여준 스피처 우주 망원경 관측에 의해 증명되었다.
- 은하의 중심에서 바깥쪽으로 돌출된 은하의 원반은 70,000에서 100,000광년 사이의 지름을 갖는다. 예전에는 태양이 중심부에서 35,000광년만큼 떨어져있을 수 있다고 생각했으나, 현재에는 태양에서 은하 중심까지의 거리를 26,000 ± 1,400광년으로 본다.
은하의 중심은 매우 큰 질량의 조밀한 물질들로 되어있으며 초대질량 블랙홀을 지니고 있다. 대부분의 은하들이 중심부에 초대질량 블랙홀을 가진다.
은하의 막대는 약 27,000광년 길이이고, 태양과 은하의 중심을 잇는 선에 44 ± 10°의 각도로 중심을 지난다. 그리고 주로 나이든 붉은 별들로 이루어져있다.
- 태양계의 위치는 은하의 오리온 팔의 안쪽 테 가까이에 있다. 태양은 현재 은하 원반의 중심 면에서 5~30파섹 떨어져있다.
태양의 궤도는 거의 타원이고, 태양계가 한 번 공전하는 데에는 2억 2천 5백만~2억 5천만년 정도 걸린다. 그래서 태양은 일생동안 20~25번 공전할 것으로 생각된다. 은하의 중심에 대한 태양계의 공전 속도는 약 220km/s이다. 이 속도로, 태양계는 1광년을 이동하는 데 대략 1,400년이 걸리고 1AU를 이동하는 데 8일이 걸린다.
3. 우리 은하를 구성하는 천체
별과 별사이에 존재하는 성간물질과 성운, 별이 집단으로 모여있는 성단으로 되어있다.
1. 별 : 스스로 빛을 내는 천체로, 항성이라고도 한다.
가) 우리 은하 속에는 약 2,000억개의 별이 존재
나) 이 별들이 우리 은하의 대부분을 차지함
다) 무거운 원소를 많이 포함하고 있을 수록 나이가 많은 별이다.
2. 성간 물질: 별과 별사이(우주)에 존재하는 방대한 가스와 먼지,티끌 등의 물질
가) 분포 : 우리은하의 나선팔에 많이 분포하며 많은곳은 별빛을 차단하여 어둡게 보인다.
나)구성 물질 ; 수소나 헬륨등이 99%
나머지는 얼음, 탄소알갱이, 규산염들이 나머지 티끌을 구성한다.
다) 밀도 : 1cm3에 1개의 원자가 있을 정도 이지만
어떤곳은 많이 밀집되어 구름형태를 띠기도 한다.
3. 성운 : 성간물질이 밀집되어 구름같이 보이는 것
1) 밝은 성운 :, .
- 발광성운 : 성운 내부에 있는 고온의 별 빛에 가열되어 스스로 빛을 내는 성운
예) 오리온자리 대성운
- 반사성운 : 스스로 빛을 내지 못하지만 주위의 별 빛을 받아서 반사하므로
밝게 보이는 성운이 있다.
예) 플레이아데스 성운
2) 암흑 성운 : 온도가 낮아 스스로 빛을 내지 못하고 뒤쪽의 별 빛을 차단하여 검게 보이는 성운
예) 말머리 성운
3) 행성상 성운 : 별 표면의 가스가 팽창하여 생기는 반지 모양의 성운으로, 별이 일생을 마칠 때 껍질 부분이 퍼져 나가 형성된다.
예) 고리성운
<참고> 별과 별 사이의 물질을 '성간 물질'이라고 하는데, 수소와 헬륨으로 이루어진 기체와 아주 적은 양의 얼어 붙은 티끌로 되어 있습니다. 성운은 이러한성간 물질이 많이 밀집되어 있는 것으로
마치 뿌연 구름 처럼 보인다고 해서성운이라고 합니다.
성운은 별빛을 반사하거나 별에서 나온 강한 에너지를 받아 뜨거워져 스스로 빛을 내기도 하며, 성운이 아주 두껍게 모여 있는 곳은 별빛을 모두 막아버리기 때문에 검게 보이기도 하지요.
즉,
주위의 별빛을 받아 반사되는 성운을 '반사 성운'이라고 하는데, 대표적인 성운으로는 플레이아데스 성운이 있습니다.
또, 고온의 별 주위에서 성운이 별의 에너지를 받아 스스로 빛을 내는 성운을 '발광 성운'이라 하며, 대표적인 성운으로는 오리온
대성운이 있지요.
한편,뒤에서 오는 별빛을 차단하기 때문에검게 보이는 성운을'암흑 성운'이라 하며 대표적인 성운으로는 말머리 성운이 있습니다.
4. 성단
: 수십개에서 수만개의 별들이 모여 있는 집단으로, 별의 개수와 모양에 따라 산개성단과 구상성단으로 나눈다.
구분 | 산개 성단 | 구상 성단 |
정의 | 수십∼수만 개의 별이 허술하게 모여 있는 것. | 수만∼수십만 개의 별들이 공 모양으로 빽빽하게 모여 있는 성단 |
분포위치 | 은하면과 나선팔 | 은하핵, 헤일로 |
별의 색 | 파란색 | 붉은색 |
별의 나이 | 적음(젊은 별) | 많다(늙은 별) |
예 | 프레이아데스 성단 | M13, M22 |
<참고>
은하 헤일로(Galactic halo)는 성간물질과 구상성단
은하 헤일로에 존재하는 항성은 중원소 함량이 비교적 많은 내부 그룹과 중원소 함량이 적은 외부 그룹으로 나눌 수 있다. 내부 그룹에 해당되는 항성은 은하 디스크와 같은 방향으로 공전하는 반면, 외부 그룹에 해당되는 항성은 평균적으로 은하 디스크와 역방향으로 공전하고 있다
※적색편이 청색편이
에드윈 파월 허블(영어: Edwin Powell Hubble, 1889년 11월 20일 ~ 1953년 9월 28일)은 미국의 천문학자이다. 그의 업적은 크게 두 가지가 있다. 그는 1921년 경 세페이드 변광성을 이용하여 우주의 크기를 재었다. 이 발견은 후에 할로 섀플리와 히버 커티스의 대논쟁을 종결하는 데 근거로 쓰였다. 또한, 그는 1929년 경 은하를 관측하여 스펙트럼의 선에 나타나는 적색 편이를 시선 속도라고 해석하고, 후퇴하는 속도가 은하 간 거리에 비례한다는 허블의 법칙을 발표하였다. 이는 우주가 팽창한다는 사실을 뒷받침하여 이후 대폭발 이론의 기초가 된다. 그의 발견 때문에 그는 여러 영예를 누렸다. 허블 우주 망원경은 그의 이름을 따서 명명하였다.
허블(영어: Edwin Powell Hubble, 1889년 11월 20일 ~ 1953년 9월 28일)은 멀리 있는 외부 은하들로부터 오는 빛을 분석한 결과 스팩트럼에 나타난 흡수선이 원래 있어야할 자리보다 붉은색쪽으로 치우친다는 것을 발견하였다. 왜 이런 현상이 나타난 것일까?
sol) 이러한 현상은 빛을 내는 천체가 이동할 때에 나타난다. 천체가 관측자에 가까워지면 천체가 천체가 내보내는 빛의 파장이 짧아지면서 스펙트럼의 흡수선이 파란색쪽으로 치우치고, 멀어지면 파장이 길어지면서 붉은색 쪽으로 치우친다. 이때 흡수선이 붉은색쪽으로 치우치는 현상을 적색편이라 한다.