은하수의 구성성분과 구조 및 중심 그리고 나선팔

은하수의 구성성분과 구조

허블 분류에서 비교적 팔이 헐겁게 감겨있는 나선은하인 sbc와 거의 유사한 별들로 뒤덮여있는 은하수는 중심부는 막대모양이고 중심의 주위에는 먼지와 가스 그리고 바깥쪽으로는 네 개의 뚜렷한 모습의 나선 팔 구조를 별들로 뒤덮여 있습니다. 1990년대 천문학자들은 은하수가 보통 나선은하가 아니고 막대나선은하라고 처음으로 의심을 갖기 시작했습니다. 천문학자들의 생각은 2005년 은하 중심의 막대가 그전에 생각했던 것보다는 더 큰 것을 보여준 스피처 우주 망원경이라는 관측에 의하여 증명되었습니다.

 

최근 측정결과에 따르면 은하수의 질량은 안드로메다은하보다도 좀 더 작게 태양의 질량의 5.8*1011배로 계산되었습니다. 은하수 질량의 측정방법과 사용된 데이터에 따라서 차이가 날 수 있습니다.

또한 VLBA로 관측한 결과로는 은하수의 가장자리 별들이 그전에 알려졌던 속도보다 더 빠른 속도를 갖고 있다는 것을 발견했습니다. 궤도속도가 주위를 에워싸인 질량들에 의존하기 때문에 이 의미는 은하수가 더욱더 거대하고 태양 질량보다 더 큰 안드로메다은하와 질량이 거의 같다고 의미합니다. 은하의 질량 대부분은 암흑물질로 이루어져 있습니다. 이러한 암흑물질은 은하의 중심에서 아주 말리 균일하게 뻗어있으며 암흑물질헤일로를 이룹니다.

전체 은하의 총질량은 태양의 질량보다 몇 배는 더 많고 수억 개의 별들이 포함되어 있는 것으로 추정되며 이것들은 모두 합쳐진 완전한 실시등급은 -20.9등급으로 예상됩니다.

은하수의 구성성분과 구조

은하의 중심

은하의 중심은 아주 큰 질량의 조밀조밀한 물질들로 이루어져 있습니다. 초대질량 블랙홀을 지니고 있으며 대부분의 은하들은 은하 중심부에 초대질량 블랙홀을 갖고 있습니다.

은하의 중심부에서 바깥쪽으로 돌출된 은하의 원반은 약 70,000광년에서 100,000광년 사이의 지름을 갖고 있으며 예전에는 태양으로부터 중심부에서 35,000광년만큼 떨어져 있다고 생각했으나 현재는 다르게 보고 있습니다.

은하의 나선 팔

 

은하를 구성하는 각 나선 팔은 약 12 pitch의 로그나사선의 형태를 이루고 있습니다. 최근 은하의 중심부에서 시작하는 주요 나선 팔이 네 개까지 있다고 알려져 있습니다. 2008년에  Wisconsin-Whitewater 대학의 Robert Benjamin의 관측한 겨로 가에 따르면 우리 은하는 2개의 주요 팔을 가지고 있었습니다. 나머지는 작은 팔이거나 부가적인 팔입니다. 이것은 우리 은하가 NGC 1365와 비슷한 모양이란 것을 의미합니다.

주요한 나선 팔의 바깥쪽은 외뿔소자리 고리 모양입니다. 이것은 수십억 년 전에 다른 은하들로부터 뜯어져 나온 가스들과 별들로 이루어진 고리모양이며 천문학자인 Brian Yanny와 Heidi Jo Newberg에 의하여 제안되었습니다.

중심의 돌출부나 바깥 가장자리에서 떨어져 있는 일반적인 별들의 속도는 210~240km/s 사이입니다. 우리 은하에서 질량의 분배는 아주 전형적입니다. 대부분 별들의 궤도의 속도는 중심부에서 크게 의존하지 않습니다. 이러한 이유로 보통 별들의 궤도 주기는 별들이 지나는 길의 길이에 정비례하며 태양계 안에서와는 다르게 다른 상황입니다. 태양계에서는 이체의 중력역학이 지배하며 서로 다른 궤도가 이것들과 관련되어서 상당히 다른 속도를 가질 것으로 예상합니다. 이러한 차이점들은 암흑물질의 존재에 대한 중요한 증거 중 하나이기도 합니다.

 

나선 팔 안이나 그 근처의 강화된 별들에 동의하는 압축파가 분자 수소의 밀도들을 증가시키며 그 결과로 원시성들이 생기는데 차들이 모두 움직이고 있지만 항상 늦게 움직이는 차들이 있는 지역은 고속도로에서 교통체증이 나타나는 것과 비교할 수 있습니다. 이것은 또 다른 흥미로운 양상을 띠고 있으며 나선팔이라고 불리는 것입니다. 만약에 팔의 안쪽 부분이나 바깥 부분보다 더 빠르게 회전한다면 은하들은 소용돌이쳐서 나선 구조가 점점 옅어질 것입니다. 하지만 이것은 나선 은하에서 관측되는 것과는 다르지만 천문학자들은 나선 패턴이 은하의 중심에서 나오는 밀도 파동이라고도 말하고 있습니다.