우리은하에 대한 정리
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작성자 타라곤 댓글 0건 조회 1,147회 작성일 12-06-14 22:52
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우리 은하(은하수,Millky Way)에 대해 다음과 같이 정리할 수 있다. 거리에 대한 감을 잡기 위해서, 1파섹=3.26광년이라는 것과 태양에 밖에서 가장 가까운 거리에 있는 별이 1.3파섹 떨어져 있다는 것을 상기해 보기 바란다. "금속이 풍부한" 별은 헬륨보다 무거운 원소의 성분비가 더 크다. 이 무거운 원소들은 오직 별의 핵융합 반응에서 생성되기 때문에, 금속이 풍부한 별은 이전의 별생성에서 나온 물질로 이루어져 있다. 금속이 부족한 별은 어떤 과정도 거의 거치지 않은 물질로 이루어져 있다. 일반적으로 금속이 부족한 별은 금속이 풍부한 별보다 나이가 많지만, 금속이 풍부한 것과 나이의 상관관계는 정확하지 못하다. 이러한 서두와 함께, 여기에 질문에 대한 해답이 있다.
은하에 있어 "불지", "별의 후광", "원반", "검은 물질의 후광"은 무엇일까? 어디에서 금속이 부족한 별이 발견될 것 같은가? 어디에서 젊은 금속이 많은 별이 발견될 것 같은가? 어떻게 검은 물질의 후광이 존재하는 것을 알 수 있는가? 어떻게 그것이 그곳에 있는지 알려졌는지 설명하라. 저배율의 쌍안경을 이용하여, 어떻게 당신이 원반은하에 살고 있다는 것을 알 수 있는가?
해답 : 성분들은 별의 후광이 나타나면서 원반과 검은 물질의 후광 사이에서 융합하고, 또한 검은 물질의 후광이 나타나면서 원반, 별의 후광과 불지 등 사이에서 융합한다. 불지는 반지름이 1000에서 2000에 이르는 타원형의 중심이다. 그곳에서는 수많은 별이 생성되고 있고, 지금은 수천만개의 늙은 금속이 많은 별들로 이루어져 있다.
원반은 얇은 팬케익 모양이며 두께가 약 400파섹이고, 반지름이 1만5천에서 2만파섹에 이르면, 태양은 중심에서 8천파섹 떨어져 있다. 원반은 98% 이상의 먼지와 기체로 이루어져 있고, 수십억개의 별들이 포함되어 있다. 일부 별들은 계속 생성되고 있으며 따라서 원반은 이들은 젊은 금속이 풍부한 별을 포함하고 있다. 기체와 먼지는 별들의 층보다 얇은 층에서 발견된다. (기체와 먼지층은 원반의 중심 평면에서 얇고 어두운 선을 이루고 있고, 별들의 층은 더 두꺼고 밝은 띠를 이룬다.)
별의 후광은 수십억개의 나이가 많고 금속이 부족한 별들이 대략적으로 구형의 분포를 이루고 있고, 이러한 별들은 은하의 중심을 향해서 별들의 농도가 증가하고 있다. 반지름은 대략 2만에서 3만파섹이고, 적은 양의 뜨거운 기체를 포함하고 있을 수 있지만, 원반이 방대한 양을 포함하고 있다. 대부분의 구형 클러스터가 후광별들처럼 별의 후광에서 발견되고, 그 수는 은하의 중심으로 갈수록 증가한다. 만약 태양계가 중심에 있다면, 하늘의 어느 방향에서나 똑같은 수의 구형 클러스터를 볼 수 있을 것이다. 구형들은 하늘의 한 부분에 뭉쳐있기 때문에, 은하의 다른 부분에 뭉치고 있고, 우리는 중심에 있지 않다. 검은 물질의 후광은 중심으로 갈수록 조밀해진다. 별의 후광보다 밖으로 뻗어 있다.
검은 물질의 후광의 존재는 회전 커브 별의 공전궤도 안의 중력을 측정할 수 있는 방법으로 알 수 있다. 따라서 은하 중심으로부터 별까지 안에 있는 질량은 (공전 속도)2 (은하 중심으로부터 별까지 거리)/G가 된다. 빛을 발생하는 물질의 분포로부터 그것이 떨어져야 한다는 것을 알 수 있음에도 불구하고, 회전 커브는 평평하다. 검은 물질의 후광은 6만에서 8만파섹, 또는 그 이상 뻗어 있을 수 있다. 무엇이 검은 물질을 이루고 있는지는 알져지지 않았다. (갈색 거성, 블랙홀, 질량을 가진 중성미자?)
쌍안경을 이용하면, 은하수로 불리는 별들의 좁은 띠와 원반 성단 또는 불규칙 성단에서만 볼 수 있는 수많은 기체/먼지층을 볼 수 있다. 불규칙 성단은 하늘의 여러곳에서 물질의 불규칙 분포를 가지고 있으며, 좁은 별들의 층을 나타낼 수 없다. 오직 원반 성단만이 은하 중심방향으로 약간 부풀은 좋은 띠를 만들 수 있다. (우리 은하에 대해서, 중심은 궁수자리 방향에 있다.)
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