이번에는 은하의 구조 및 그에 따른 관측사항에 대하여 이야기 해보고자 합니다.

다른 분들의 의견을 듣고자 하는 것도 있습니다.

(관측적인 측면에 있어서)

 

 

은하는 크게 타원은하, 나선은하(정상나선은하, 막대나선은하), 불규칙은하로 나뉩니다.

 

은하 중 가장 흔한 것이 나선은하이며,

그 그 구조를 그림으로 표현하면 다음과 같습니다.

 

 

 

 

 (출처: http://astronomyonline.org/images/ImagesFromPapers/GalaxyDiagram.gif)

 

 

은하는 세부분으로 나뉩니다.

 

1. 중앙의 별이 밀집된 벌지 bulge (팽대부라고도 합니다)

2. 나선팔을 포함하고 얇은 디스크 disk

3. 은하 본체 외부의 구상성단이 있는 지역의 헤일로 halo

 

 

간단한 구조이지만, 하나 check하고 넘어갈 점이 헤일로halo 입니다.

 

halo는 은하 본체 외부의 공간입니다.

따라서 은하를 위에서 바라 볼 경우 halo의 영역을 표시하기가 어렵습니다.

위의 오른쪽 그림을 보시면,

위에서 바라본 사진에는 없는 halo를 측면으로 돌려 표시한 것을 볼 수 있습니다.

 

우리은하의 경우 halo는,

통상 지름 20만광년 크기이나  더 희미한 곳까지 포함할 경우 40만광년 크기까지 확장됩니다.

즉, 우리은하 본체를 감싸고 있는 형상입니다.

 

간단하네요^^

이게 학교에서 배운 내용입니다.

 

 

 

그러나..........

관측할 때 은하의 모습을 표시하는 용어가 기존에 배운 은하의 구조와 차이점이 발생합니다.

 

 

관측시 은하는 다음의 3가지 형태로 표현합니다.

 

1. nucleus

2. core

3. halo

 

 

먼저 은하 사진과 NSOG에 나오는 스케치/설명을 보겠습니다.

(스케치는 모두 NSOG에서 가져왔으며, 스케치에 보이는 은하 주위의 별들은 사진 위에 동그라미로 표시)

 

 

(사진 출처: http://www.stanmooreastro.com/images/NGC6951sm3.jpg)

 

 

세페우스자리에 있는 ngc6951입니다.

정면막대나선은하입니다.

 

NSOG의 관측기록을 보면,

타원형의 halo와 좀더 밝은 core, 그리고 별상의 nucleus가 보인다고 합니다.

 

 

그럼 스케치의 그림을 사진 위에 영역 표시를 해보겠습니다.

 

 

 

 

nucleus는 은하 center 아주 밝은 조그마한 영역을,

코어 core는 중심부의 별이 밀집된 밝은 영역

헤일로 halo는 나선팔의 경계 부근까지를 표시하고 있습니다.

 

 

 

차이점은 다시 이야기하도록 하고 이번에는 측면은하(edge-on)를 봐보겠습니다.

 

(사진 출처: http://cosmo.nyu.edu/hogg/rc3/NGC_4866_UGC_8102_irg_clean.jpg)

 

 

처녀자리에 있는 ngc4866입니다.

ngc891과 같은 완전한 edge-on이 아닌 기울어진 은하입니다.

 

NSOG 관측기록을 보면,

렌즈모양의 halo가 길쭉한 core를 감싸고 있으며 별상의 nucleus가 보인다고 합니다.

 

 

이것도 스케치의 그림을 사진 위에 영역 표시를 해보겠습니다.

 

 

 

 

nucleus와 core, halo의 범위를 스케치와 비교하여 대략 감 잡아보시기 바랍니다.

 

 

 

 

보시면 뭐가 좀 이상하지 않은가요?

 

은하의 구조는 bulge, disk, halo로 구분한다고 하면서

관측시에는 nucleus, core, halo로 표현합니다.

그러면서도 서로 다른 것은 이야기 하고 있습니다.

 

첫 번째는, 쓰는 단어의 차이(bulge, disk, halo 對 nucleus, core, halo)

두 번째는, 1:1로 매칭이 안된다는 점(bulge≠nucleus, disk≠core 라는 점)

세 번째는, 같은 단어라도 의미하는 바가 다르다는 점(Halo라는 말은 같이 쓰고 있지만 뜻이 다름)

 

 

 

영어를 보면 더 헷갈립니다.

 

□ the nuclear bulge or core contains the highest density of stars in the galaxy.

 

□ halo: a spherical distribution of older stars and clusters of stars

            surrounding the nucleus and disk of our galaxy.

 

□ nucleus: the central core of a galaxy.

 

□ a spiral galaxy like the Milky Way has 3 basic components to its visible matter:

   (1) the disk (containing the spiral arms)

   (2) the halo

   (3) the nucleus or central bulge.

 

□ Our galaxy is composed of three different parts:

   one central core,

   one disc with spiral arms that revolve around their nucleus

   and one spherical halo.

 

  - The core is a dense spherical cluster of older stars surrounded by a central bulge

    of smaller stellar density, whose diameter is 12,000 years light.

  - The disk is formed by spiral arms and covers an area of 50,000 light years of radius

    from the nucleus to the halo.

  - The halo is a sphere of old stars, widely separated.

    Its diameter is over 120,000 light years.

 

□ The key components of our Galaxy is a bulge of old stars in the center,

   a disk of stars and gas and a halo of globular clusters.

 

 

nucleus, bulge, disk, halo, central bulge, nuclear bulge, core, central core ...

말이 중구난방으로 섞여 있습니다.

 

 

 

명확하지는 않지만, 나름 정리를 해본 결과는 다음과 같습니다.

오늘 이야기의 핵심입니다.

 

	일반 구조	관측時
핵	-	nucleus
중심부	bulge	core
나선팔	disk	halo
헤일로	halo	-

 

 

보시면 표현하는 영역이, 은하의 구조와 관측시 구분이 서로 다릅니다.

halo 같은 경우에는 의미도 다르게 쓰입니다.

 

 

관측시 nucleus는 별상 또는 뭉그러져 보이거나 안보이기도 합니다.

은하구조를 나타낼 때는 따로 표시가 없습니다.

그러나 은하 중심부에 거대 블랙홀이 있다는 것은 설명할 때 nucleus를 쓰기도 합니다.

(core의 core가 되겠네요)

 

bulge는 관측시의 core 영역으로 보면 될 것 같습니다.

반드시 일치한다고는 볼 수 없지만 차이가 나더라도 크지는 않겠지요.

 

나선팔을 포함한 disk는 관측시에는 halo로 표시됩니다.

물론 통상 나선팔은 어둡기 때문에(특히나 정면나선일 경우에)  어디까지 보이느냐가 관측의 포인트가 되겠습니다.

 

구조상의 halo는 실제 관측에서는 관측할 수 없는 부분이 됩니다.

만약 이 halo가 보인다고 하면

halo 안에 구상성단들이 돌아다니기 때문에

구상성단을 보면 항상 주위에 (halo를 나타내는) 뭔가가 보인다는 의미지요.

 

구조상 halo와 관측시 halo가 전혀 다른 의미이기 때문에 지금까지의 혼동이 더 커진 것 같습니다.

 

 

 

지금까지 나선은하의 구조 관련하여 이야기를 했는데 그럼 타원은하는 어떨까요?

 

타원은하는 구조상 나선팔이 있을 수 없고 bulge도 없지요.

halo는 사실상 타원은하의 경계를 나타냅니다.

그래서 타원은하를 halo galaxy라고도 합니다.

 

관측시의 nucleus-core-halo가 그대로 구조로 적용되면 될 것 같습니다.

 

 

마찬가지로 사진과 스케치로 구별을 해보겠습니다.

 

 

 

(사진 출처: http://cosmo.nyu.edu/blanton/hubble/NGC_4636.3_clean.jpg)

 

 

처녀자리에 있는 ngc4636입니다.

타원은하이지요.

nucleus, core, halo가 모두 있습니다.

 

 

스케치와 매칭을 해보겠습니다.

 

 

 

 

 

 

관측시에 nucleus – core – halo 구조로 은하가 관측된다고 하여  항상 3개 모두가 관측되는 것은 아닙니다.

(형태별로 각각 사진을 넣었더니 용량이 초과되어 뺐습니다)   

 

 

나선은하인 큰곰자리의 ngc2787은  core가 크고 밝아 nucleus가 관측되지 않습니다.

   

edge-on 은하인 큰곰자리의 ngc4605도 nucleus가 안보입니다.

사진을 보더라도 중심의 밀집된 부분이 없는 것으로 봐서 안보일 형상입니다.

   

타원은하 머리털자리 타원은하 ngc4494는

halo가 작고 마찬가지로 nucleus는 관측되지 않습니다.

 

 

 

하고자 하는 이야기는 모두 했습니다.

 

정리하면,

 

1. 나선은하에 있어

    은하구조상의 bulge – disk – halo와

    관측시의 nucleus – core – halo와는 의미도 다르고 나타내는 영역도 다르다.

 

	일반 구조	관측時
핵	-	nucleus
중심부	bulge	core
나선팔	disk	halo
헤일로	halo	-

 

2. 타원은하는 나선은하와 같은 bulge – disk – halo 구조가 없으며,

    그렇다고 다른 구조로 설명된 것도 없다.

    따라서 관측시와 같이 nucleus – core – halo로 구분하면 되겠다.

 

3. 관측할 때 nucleus – core – halo 세 영역이 항상 모두 관측되는 것은 아니다.

 

 

이중에서 이야기의 핵심은 1번입니다.

혹시 다른 의견 있으시면 자유롭게 문제제기 해주시기 바랍니다.

 

 

다음에는 우주의 구조를 한편 더 늘려 은하의 분류에 대해서 이야기 해보도록 하겠습니다.