외부 은하

외부 은하의 분류

 

우리 은하 외부에 무수히 많은 은하들의 무리가 있는데 우리 은하 밖에 위치한 은하들을 '외부 은하'라고 합니다. 외부 은하가 존재한다는 사실을 처음 밝힌 사람이 허블입니다. 은하들은 허블 분류표에 의해 보다 폭넓게 은하의 외형에 따라 형태 분류가 이루어집니다. 허블 분류표는 형태에 의존하여 분류한 것으로, 활동성 은하에서의 별 생성률이나 활동성 은하핵의 활동성 등의 특징은 고려되지 않은 분류표입니다.

허블의 형태에 의한 분류표(출처:한국천문연구원 천문우주지식정보)

▶ 타원 은하

타원은하는 관측자의 시선 방향과 무관하게 모양이 타원 형태인 은하로 형태가 구형에 가까운 것부터 찌그러져 있는 정도로(E0~E7) 나뉩니다. 나선 팔이 없는 타원형 은하를 말하는데 전체 은하의 약 20%를 차지하게 됩니다. 성간 물질이 적고 대부분 나이가 많은 별들로 구성되어 있어 은하 내에 공통된 중력 중심이 없어 다양한 공전궤도를 가집니다. 대다수의 타원은하는 은하 간의 충돌이나 합병에 의한 상호작용에 의해 생성된다고 알려져 있으며 대표적으로 처녀자리의 M87입니다.

 

▶ 나선 은하

은하 중심과 나선 팔이 있으며, 전체 은하의 약 75%를 차지합니다. 은하 핵과 나선 팔이 직접 연결되어 있는 정상 나선 은하와 은하 핵과 나선 팔 사이에 막대 모양의 구조가 있는 막대 나선 은하가 있습니다. 두 은하 모두 나선 모양의 팔을 가지고 있으며, 그 팔은 일반적으로 자전축의 중심 부분에서 대칭적입니다.

 

▶ 불규칙 은하

수많은 은하들은 타원형이나 나선형으로 분류하기 어려운 모양이 많이 존재합니다. 불규칙 은하는 허블분류표로 분류할 수 없는 일정한 모양이 없는 은하로 젊은 별들로 구성되어있습니다. 대표적으로 왜소 은하인 대마젤란 은하와 소마젤란 은하가 있습니다.

 

전파 은하와 퀘이사

 

▶ 전파 은하

보통의 은하보다 약 100배 이상 강한 전파를 냅니다.

 

▶ 퀘이사

관측 사진상 별처럼 작아 보이지만, 스펙트럼 상에서는 뚜렷하게 밝은 방출선이 관측됩니다. 강한 청색을 띠면서 보통 은하의 백 배 이상 되는 에너지를 방출합니다. 스펙트럼이 매우 큰 적색 편이를 나타내는 것으로 보통 은하보다 가장 멀리 존재하며, 매우 빠른 속도로 후퇴한다는 것을 추정할 수 있습니다. 퀘이사와 같은 먼 은하들로 오랜 과거의 우주가 어떤 모습이었는지 살펴볼 수 있습니다.

 

외부 은하의 거리 측정

 

▶ 가까운 은하

임의의 외부 은하 속의 세페이드 변광성의 변광 주기와 겉보기 등급(m)을 관측하고, 변광성의 주기-광도 관계 곡선에서 절대 등급(M)을 구해서 거리 지수식(m-M=-5+5 logr)을 이용해 측정합니다.

 

▶ 약간 먼 은하

임의의 은하 속의 초신성을 찾아 겉보기 등급을 관측하게 됩니다. 이 값을 거리 지수식에 대입해 거리를 측정합니다. 초신성의 경우 그 절대 등급이 거의 비슷해서 이런 방법으로 구할 수 있습니다.

 

▶ 먼 은하

아주 멀리 있어 초신성을 관측하기 어려운 은하의 거리는 은하 자체의 겉보기 등급을 측정하고, 이미 거리와 밝기가 알려져있는 다른 은하와 비교를 해서 거리를 구할 수 있습니다. 은하들의 밝기가 대게 비슷해서 가능한 방법입니다.

 

▶ 매우 먼 은하

허블은 은하의 스펙트럼을 조사하여 거리가 먼 은하일수록 적색 편이량이 더 크다는 사실을 밝혀냈습니다. 매우 먼 은하는 허블의 법칙을 이용해 거리를 구하는데, 우리에게서 거리(r)가 멀수록 후퇴 속도(Vr)가 크다는 것이므로 Vr=H · r로 표현이 됩니다. 은하의 스펙트럼을 조사해 적색 편이량을 알아내고, 도플러 이동식에서 은하의 후퇴 속도(Vr)를 구하면 허블의 법칙을 이용해 은하까지의 거리(r)를 구할 수 있게 됩니다.

 

외부 은하의 분포

 

방향과 관계없이 우주 공간에 고르게 분포 되어있습니다. 은하군은 수 십 개의 은하들이 모여있는 집단이며, 은하단은 수 백에서 수 천 개의 은하들이 모여 이룬 집단입니다. 은하단들이 모여서 이룬 은하의 집단은 초은하단이라고 합니다.