은하는 우주의 큰 구조 중 하나로, 별, 가스, 먼지, 어둠물질등 다양한 성분으로 이루어진 천체의 집합체를 의미합니다. 수 천만에서 수 조개의 별이 모여 있는 천체입니다. 우리는 자신의 은하인 은하수(길이 약 100,000광년)에 속해 있습니다. 은하는 우주의 큰 구조중 하나이며 이들은 서로 중력으로 묶어 있습니다 이 과정은 여러 요인의 상호작용으로 이루어집니다.
오늘은 첨체의 집합체인 은하의 형성, 종류, 진화에 대해서 알아보겠습니다.
1. 은하(Galaxy)
1) 초기우주상태
- 은하의 형성은 우주의 초기상태에서 시작됩니다. 초기 우주는 불규칙하게 분포된 먼지, 가스, 어둠물질등이 다수 존재하는 상태였습니다. 이 불규칙성은 어떤 지역에서는 약간의 밀집이 발생하고 이것이 중력작용으로 인해 더 큰 구조로 성장하는 출발점이 되었습니다.
2) 중력의 작용
- 중력은 은하의 형성에서 중요한 역할을 합니다. 천체의 밀집이 중력에 의해 끌려서 더 많은 물질은 모으게 되고 이러한 과정이 계속되면서 더 큰 구조가 형성됩니다. 중력은 먼지, 가스, 어둠물질, 별들 사이에서 작용하여 은하를 유지하고 구조를 형성하는데 상당이 중요합니다.
3) 먼지와 가스의 충돌 및 별의 형성
먼지와 가스는 중력의 영향으로 은하의 중앙 부분으로 모이게 됩니다. 이러한 과정에서 먼지와 가스는 상당한 압력과 높은 온도를 만들어 냅니다. 특히 중앙 부분에서는 이러한 환경이 충분해져서 핵심 핵이 형성되고 핵융합이 시작됩니다. 이것이 별의 형성으로 이어집니다.
4) 은하 간의 상호작용
은하는 서로 중력적으로 상호작용 할 수 있습니다. 은하 간 상호작용은 충돌, 흡수, 혹은 두 은하가 합쳐지는 융합등의 형태로 나타납니다. 이러한 상호작용은 은하의 구조를 변화시키고 새로운 별의 형성을 유발할 수 있습니다.
5) 은하의 종류
여러 가지 종류의 은하가 있지만 가장 흔한 유형은 나선은하, 타원은하, 불규칙 은하로 분류됩니다. 나선은하는 막대 모양의 팔을 가지고 있습니다. 타원은하는 뚜렷한 나선 구조가 없이 둥근 형태를 뜁니다. 불규칙 은하는 어떠한 규칙적인 형태를 갖지 않고 불규칙한 모양을 가지고 있습니다.
* 나선은하
나선 은하는 중앙에 회전하는 막대와 이를 둘러싼 나선 팔로 구성되어 있습니다. 이러한 나선 팔은 별, 가스, 먼지로 이루어져 있으며, 그 모양은 은하 내의 별들이나 가스가 나선구조로 배열되어 있기 때문입니다.
나선 은하 중에는 중앙에 돌돌 말린 막대를 가진 것과 그렇지 않은 것이 있습니다. 중앙 막대가 있는 나선 은하를 "막대 나선 은하"라고 부르며 막대가 없는 나선 은하를 "막대 없는 나선 은하"라고 합니다.
나선은하는 새로운 별들이 나선 팔에서 형성되고 성장하는 지역을 포함합니다. 나선 팔은 별들의 탄생지로 알려져 있으며 이러한 과정은 나선 은하 내에서 별들이 형성되고 진화하는 과정을 이해하는데 중요한 역할을 합니다.
나선 은하는 다양한 색상을 나타낼 수 있으며 여기에 포함된 별들의 특성과 화학 조성에 따라 다릅니다. 나선 은하의 스펙트럼을 분석함으로써 은하 내의 별들의 화학적 특성을 조사할 수 있습니다.
나선은하의 중심에는 밝은 핵이 존재합니다. 이 중심 핵은 대개 별들과 가스, 먼지등이 밀집된 지역으로서 중력작용에 의해 물질이 밀집되어 있는 곳입니다.
우리 은하와 안드로메다 은하는 대표적인 나선 은하의 종류입니다. 이러한 나선 은하들은 서로 가까이 있으며 서로의 중력에 영향을 주면서 서로 접근하고 있습니다.
* 타원은하
타원 은하는 주로 둥근형태를 가지고 있으며 나선 팔이나 막대 모양이 없는 은하입니다. 이러한 은하들은 강력한 중력에 의해 먼지와 가스가 충분히 압축되지 못하여서 나선 구조를 갖지 못하고 둥근 형태로 남게 되는 것을 타원 은하라고 합니다
타원 은하는 중력의 작용으로 인해 대칭적인 형태를 유지하고 있는 것입니다.
타원은하는 주로 중앙 부분에 밀집한 별들을 가지고 있습니다. 그러나 나선 은하에 비해 별의 분포가 상대적으로 불규칙하며 나선 팔이나 막대구조가 없기 때문에 별들이 고르게 분포되어 있습니다.
타원은하는 빨간색의 색깔을 띠고 있습니다 이는 주로 나이가 많은 별들로 구성되어 있어서 생기는 현상으로 적생 이동에 따른 색 변화를 나타내는 것입니다.
타원 은하는 다른 은하들과 상호작용 할 때 종종 더 복잡한 구조로 변화할 수 있습니다. 은하 간 충돌이나 상호작용이 일어나면 타원 은하가 나선 은하로 변하는 경우도 종종 있습니다.
* 불규칙 은하
불규칙은하는 규칙적이지 않은 모양을 가진 은하로 나선이나 타원 모양이 아닌 형태를 가지고 있습니다. 불규칙 은하들은 주로 별, 가스, 먼지등이 무질서하게 분포하게 되어 있어서 이름 그대로 불규칙적 패턴을 가지고 있습니다.
다른 은하처럼 불규칙은하도 중력에 의한 상호작용, 은하 간 충돌 또는 다른 외부적인 영향으로 인해 형성이 되는 경우입니다. 불규칙하게 분포되어 있어서 별들의 질량이나 나이에서 큰 차이가 있을 수 있습니다.
불규칙 은하는 여러 가지 다양한 형태를 보일 수 있습니다. 몇몇 불규칙 은하는 작은 규모의 은하단을 형성하거나 더 큰 은하와 상호작용하여 별들이 더 이상 규칙적인 패턴을 가지지 않게 될 수 있습니다. 대표적인 대마도 은하가 불규칙 은하로 분류됩니다.
은하의 진화는 시간이 지나감에 따라 변화하는 과정을 의미합니다. 별들은 핵융합을 통해서 에너지를 방출하고 이 에너지는 은하 전체에 영향을 미칩니다. 또한 별 폭발로 인한 운동이나 활동적인 은하 간 상호작용등이 진화에 영향을 미치게 됩니다. 은하는 큰 천체로서 종류라는 것 차체가 없을 듯한데 별과 은하의 상호작용을 통해서 다양한 은하 종류로 존재하는 것을 알게 된 것이 중요한 부분이라고 생각됩니다. 은하 연구는 천문학의 중요한 분야 중 하나로 우리 은하뿐만 아니라 다른 은하들과 은하단, 은하군등의 구조를 이해하는 게 상당히 중요한 부분이라고 생각됩니다.
다음에는 천체가 궤도에서 어떻게 움직이는지 수학적 궤도요소에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.