정보

우리와 같은 은하는 어떻게 생겨 났습니까?

우리와 같은 은하는 어떻게 생겨 났습니까?

맑은 밤, 조건이 적당하고 시야를 가리는 빛이 많지 않을 때 별이 빛나는 하늘은 숨막히는 광경입니다. 시골에 살거나 도시 생활에서 잠시 쉬고 있다면 별들로 가득 찬 통통한 하늘을 볼 수있을 것입니다.

하늘을 가로 지르는 빛의 띠를 볼 수도 있습니다. 그 빛은 자연에서 흐릿한 (또는 "유백색") 것처럼 보입니다. 믿거 나 말거나 그것이 우리 은하의 이름을 얻은 방법입니다. 수천년 전 밤하늘을 올려다 보는 천문학 자들은이 같은 밴드를 발견하고 음료와 닮은 것을 보았다.

시간이 지남에 따라 은하수에 대한 우리의 이해가 커졌습니다. 우리는 은하수가 실제로 중력에 의해 결합 된 방대한 별들의 집합이라는 것을 깨달았을뿐만 아니라 우주에서 단지 수십억 개 (또는 심지어 수조 개)에 불과하다는 것을 배웠습니다.

결국 천문학 자와 우주 학자들은 우주가 시간과 공간면에서 놀랍도록 광대하다는 것을 이해하게되었습니다. 그리고 우리는 우주가 얼마나 멀리 확장되는지 (또는 그것이 무한한지) 아직 알지 못하지만, 우주가 얼마나 오래 (약 138 억년) 존재했는지에 대한 꽤 좋은 아이디어를 가지고 있습니다.

이러한 이유로 천문학 자들은 가장 초기의 은하계를보기 위해 가능한 한 멀리-공간과 시간을 통해-보는 데 많은 시간과 에너지를 투자했습니다. 이렇게함으로써 그들은 우리와 같은 은하가 수십억 년 동안 어떻게 형성되고 진화했는지 배우기를 희망합니다.

은하 란 무엇입니까?

간단히 말해서, 은하계는 중력에 의해 결합 된 별, 가스 및 먼지의 거대한 그룹으로 구성됩니다. 그러나이 모든 것은 우리가 감지 할 수있는 은하의 일부일뿐입니다. 왜냐하면 그것은 빛을 방출하거나 흡수하거나 방출하기 때문입니다.

그 외에도 천문학 자들은 은하계에 많은 암흑 물질이 포함되어 있다는 이론을 수십 년 동안 이론화 해 왔는데, 이는 기존의 탐지에 관한 한 보이지 않기 때문에 이름이 붙여졌습니다.

은하에 대한 연구로 인해 천문학 자들은 은하계를 전체 구조에 따라 분류했습니다. 일부 은하들은 중심에서 소용돌이 모양으로 뻗어나가는 중앙 "부풀어 짐"과 "팔"이 기본 모양을 따르지만 천문학 자들은 다양한 종류의 변화를 발견했습니다.

이로부터 천문학 자들은 세 가지 주요 범주에 따라 은하를 분류하게되었습니다. 이 분류 체계는 미국의 유명한 천문학 자 에드윈 허블의 이름을 딴 허블 수열 (Hubble Sequence)로 알려져 있습니다.

허블의 계획은 일반 은하를 시각적 외양에 따라 타원 은하, 렌즈 형 은하, 나선 은하의 세 가지로 분류했다. 네 번째 등급에는 불규칙한 모양의 은하가 포함되어 있습니다.

첫째, 나선 은하 가스와 먼지가 풍부한 은하수처럼 여전히 팔에 별이 형성되어 있습니다. 그런 다음 타원 은하, 비교적 부드럽고 특징이없는 배광이 있습니다. 그들은 상대적으로 가스와 먼지가없고, 별 생성률이 낮으며, 구조가 더 원형이기 때문에 이름이 붙여졌습니다.

또한 렌즈 형 은하. 이들은 확장 된 디스크와 같은 구조로 둘러싸인 밝은 중앙 돌출부로 구성됩니다. 나선 은하와는 달리 렌즈 형 은하의 원반은 나선 구조가 보이지 않고 별을 많이 형성하지 않는다. 여기에는 Messier 84와 수레 바퀴 은하가 포함됩니다.

허블의 분류 체계에는 불규칙 은하도 포함됩니다. 이들은 규칙적인 구조가 없기 때문에 허블 시퀀스에 맞지 않는 은하입니다. 예를 들면 Magellanic Clouds와 M82가 있습니다.

은하계는 또한 크기에 따라 분류 할 수 있는데, 그 범위는 수억 개의 별 (왜소 은하의 경우)부터 100 조 개의 별 (거대 은하)까지 있으며, 각각은 은하 중심을 공전합니다.

"크게"및 "조용한"은하

이 계획 이외에도 천문학 자들은 활성 은하 핵 (AGN)이라고 불리는 은하를 가진 은하와 그렇지 않은 은하를 구별합니다. AGN은 은하 중심에있는 조밀 한 영역으로 일반 광도보다 훨씬 높습니다. AGN의 에너지 출력의 대부분은 별이 아니며 많은 AGN은 X- 선, 라디오 및 자외선 복사뿐만 아니라 광학 복사의 강력한 방사체입니다.

한 가지 이론은 AGN에서 나오는 별이 아닌 복사는 호스트 은하의 중심에있는 초 거대 질량 블랙홀 (SMBH)에 의해 물질이 축적 된 결과라는 것입니다. 이로 인해 주변의 먼지, 가스, 심지어 별까지 블랙홀의 바깥 쪽 가장자리 (일명 이벤트 지평선) 주변의 부착 디스크로 떨어집니다. 시간이 지남에 따라이 물질은 블랙홀의 표면에 천천히 공급 (증착)됩니다.

블랙홀의 강력한 중력으로 인해 물질이 엄청난 양의 전자기 에너지와 복사를 방출하기 시작하는 지점까지 가속됩니다. 이것은 라디오, 마이크로파, 적외선, 광학, 자외선, X 선 및 감마선 파장에 나타납니다.

SMBH는 또한 강력한 자기 제트를 생성하기 위해 부착 디스크와 상호 작용하는 회전 자기장으로 유명합니다. 이 제트의 물질은 빛의 속도 (일명 ​​상대 론적 속도)의 일부에 도달 할 수 있으며, 이로 인해 거리에서 수십만 광년에 도달 할 수 있습니다.

AGN은 제트에 따라 "무선 소음"및 "무선 시끄러운"핵이라는 두 가지 범주 중 하나로 더 나눌 수 있습니다. 라디오 시끄러운 AGN은 부착 디스크와 제트에 의해 생성되는 라디오 방출이있는 반면 라디오 조용한 AGN은 제트 관련 방출을 무시할 수있는 수준입니다.

은하수

언급했듯이 은하수는 상대적으로 비활성 은하 핵을 가진 나선 은하입니다. 최근 추정에 따르면 은하수는 직경이 150,000 ~ 200,000 광년이고 두께가 1000 광년 인 것으로 추정됩니다.

또한 천억에서 4,000 억 개의 별과 천억 개 이상의 행성이 거주하는 것으로 추정됩니다. 그 중심에는 직경이 약 10,000 광년 인 중앙 돌출부가 있습니다.

이것은 우리 은하수의 핵심 영역을 구성하고 또한 "금지"입니다. 즉, 별들로 구성된 막대 모양의 중앙 구조를 포함하고 있습니다. 이 막대의 크기는 3,000 광년에서 16,000 광년 사이의 추정 범위로 논쟁의 대상이됩니다.

은하수의 중심에는 궁수 자리 A * (Sagittarius A-star라고 발음)로 알려진 강렬한 라디오 소스가 있습니다. 이것은 우리 태양 질량의 4 백만 배가 넘는 SMBH로 생각됩니다.

중심에서 확장 된 여러 개의 나선 팔에는 수십억 개의 별과 성간 가스와 먼지가 들어 있습니다. 이 무기의 정확한 수와 구성은 일부 논쟁의 대상이며 새로운 정보에 따라 변경됩니다.

최근 관찰에 따르면 네 개의 주요 나선 팔, 즉 Scutum–Centaurus Arm, Carina-Sagittarius 팔, Norma 및 Outer Arm, Far-3 kiloparsec 및 Perseus 팔이있을 수 있습니다. 그러나 때때로 Scotum-Centaurus와 Perseus의 두 가지 주요 무기가 있으며 나머지는 사소한 것으로 알려져 있습니다.

우리 태양은 Orion Arm 또는 Orion Spur (또는 Orion-Cygnus arm)라고하는 작고 부분적인 팔 근처에 있습니다.

이 팔의 존재는 직접 관찰의 결과가 아니라 은하수와 다른 은하의 일부를 관찰함으로써 결정되었습니다.

이것은 은하 관측에 관한 흥미로운 사실입니다. 천문학 자들은 실제로 우리보다 더 큰 확신을 가지고 수백만 (또는 수십억) 광년 떨어져있는 은하의 크기, 구조 및 모양을 결정할 수 있습니다.

우주를 도시에 비유 할 수 있고 태양계는 우리 자신의 뒤뜰에 비유 할 수 있다면 우리 이웃이 마을 반대편에있는 이웃보다 우리에게 더 친숙 할 것이라는 인상을받을 것입니다. 그러나 이러한 이유로 좋은 점이 있으며 모든 것이 우리의 관점으로 귀결됩니다.

간단히 말해서, 태양계는 은하수의 원반에 자리 잡고 있기 때문에 실제 크기를 이해하는 것이 다소 어렵습니다. 중앙 돌출부의 빛 간섭 때문에 은하 반대편에 무엇이 있는지보기도 어렵습니다.

최근에는 은하수가 실제로 모양이 뒤 틀렸다는 이론이 있습니다. 측면에서 보면 나선 팔은 S 자 모양으로 구부러진 레코드와 비슷합니다.

현재까지 어떤 로봇 임무도 외부 관점에서 은하수를 볼 수 없었습니다. 따라서 은하 전체에 대한 이미지는 은하수가 아니거나 예술가의 인상 인 이유입니다.

태양계는 어디에 있습니까?

우리 태양은 우리 은하의 두 주요 팔 사이에있는 공간 영역 인 은하의 오리온 팔에 있습니다. 그것은 은하의 중심에서 약 27,000 광년 떨어져 있으며 원반의 나머지 별들과 함께 그 주위를 공전합니다.

태양은 은하계 (또는 우주의 해)로 알려진 단일 궤도를 완료하는 데 약 2 억 4 천만 년이 걸립니다. 이 계산에 따르면 태양은 약 46 억년 전에 형성된 이후 19 개가 넘는 궤도를 완료했습니다.

스펙트럼에 따라 우리 태양은 G 형 황색 왜성으로 분류되어 우리 은하의 항성 인구 측면에서 다소 드문 경우입니다. 모두 말하면, 은하수에있는 별의 약 10 %는 황색 왜성이며, 약 200 억에서 400 억 개의 태양과 같은 별까지 작동합니다.

은하 연구

은하에 대한 연구는 수천 년 전으로 거슬러 올라갑니다.하지만 천문학 자들은 현대까지 관측 한 것을 완전히 인식하지 못했습니다. 기본적으로 우리 은하의 진정한 본질을 이해 한 것은 17 세기가 아니었고 과학자들이 우리 은하가 많은 은하 중 하나라는 것을 이해 한 것은 19 세기가되어서였습니다.

"은하수"라는 이름은 밤하늘의 중앙 빛의 띠에 적용되는 것으로 실제로 매우 오랜 역사를 가지고 있습니다. 고대 로마에서 천문학 자들은 그것을 "Via Lactea " (라틴어로 "Milky Way"조명) 이것은 "우유 원"("galaxías kýklos ", γαλαξίας κύκλος).

시간이 지남에 따라 천문학 자들은 은하수가 실제로 단단한 밴드에 집중된 별이라고 추측하기 시작했습니다. 예를 들어, 13 세기에 페르시아 천문학 자 Nasir al-Din al-Tusi는 그의 책에서 다음과 같은 설명을 제공했습니다. 타드 키라:

“은하, 즉 은하수는 매우 많은 수의 작고 밀집된 별들로 구성되어 있으며, 밀도와 작기 때문에 흐린 부분처럼 보입니다. 이 때문에 유색 우유에 비유되었습니다.”

1610 년 갈릴레오 갈릴리가 그의 중요한 작품을 발표했습니다. Sidereus Nuncius (라틴어로 "The Starry Messenger"), 여기에는 달, 태양, 목성에 대한 설명이 포함되어 있습니다. 그는 또한 프톨레마이오스 카탈로그에 포함 된 "모호한"별에 대한 관찰을 기록했습니다.

갈릴레오의 관측에 따르면이 천체는 실제로 너무 멀리 떨어져있는 수많은 별들이 모여있는 것처럼 보였고 육안으로는 관찰 할 수 없었습니다. 또는 갈릴레오가 그들을 묘사했듯이, 그들은 "성단으로 함께 모인 무수한 별들의 집합"이었다.

우주의 태양 중심 모델 (태양이 행성에 의해 궤도를 도는 곳)에 대한 갈릴레오의 옹호와 매우 흡사하게,이 계시는 별이 이전에 생각했던 것보다 실제로 지구에서 훨씬 더 멀다는 것을 보여주었습니다.

1775 년에 독일 철학자 임마누엘 칸트는 은하수가 상호 중력에 의해 결합 된 거대한 별들의 집합체라고 제안함으로써 한 걸음 더 나아갔습니다. 그는 또한 은하가 태양계처럼 배치되어 있으며, 별들이 공통 중심을 중심으로 회전하고 원반에서 평평하게 펼쳐진다 고 가정했습니다.

1785 년에 천문학 자 William Herschel은 은하수의 실제 모양을 밝히기 위해 은하수의 구조를 계획하려고 시도했습니다. 불행히도 그의 노력은 가스와 먼지로 인해 많은 부분이 가려져서 부족했습니다.

이시기에 또 다른 흥미로운 발전은 Messier Catalog (1771 년에서 1781 년)의 출판이었습니다. 이 작품은 네덜란드 천문학 자 Charles Messier에 의해 제작되었으며, 그는 원래 혜성으로 착각 한 "모호한"물체에 대한 기록을 보관하기 시작했습니다.

당시 망원경은 아직이 물체를 해결할만큼 정교하지 않았으며, 대부분은 별 성단이나 먼 은하였습니다. 그러나 19 세기에는 William Henry Smyth (영국 해군의 제독)와 같은 천문학 자들이 별을 개별적으로 확인할 수있었습니다.

1920 년대까지 미국의 천문학 자 에드윈 허블은 마침내 하늘에서 관측 된 나선 성운이 실제로는 다른 은하라는 증거를 제공했습니다. 이 발견은 또한 천문학 자들로 하여금 은하수의 진정한 모양이 무엇인지 (즉, 막대가있는 나선 은하) 결론을 내 리도록 이끌었습니다.

대부분의 은하가 실제로 우리 은하에서 멀어지고 있음을 보여준 것도 허블이었습니다. 이것은 우주가 팽창 상태에 있다는 것을 깨닫게했습니다. 그것이 확장되는 속도는 허블의 발견을 기리기 위해 허블 상수라고 알려져 있습니다.

이 발견은 우주에 대한 우리의 인식을 극적으로 바꾸고 빅뱅과 암흑 에너지와 같은 이론을 불러 일으킬 것입니다. 우주 시대가 시작되면서 우주와 은하에 대한 우리의 지식은 상당히 커졌습니다.

예를 들어, 우주 망원경은 대기 간섭없이 멀리있는 물체를 관찰 할 수 있습니다. 지상 관측소는 기기, 방법 및 데이터 공유의 개선으로 인해 상당히 개선되었습니다.

최초의 은하

가장 널리 받아 들여지는 우주 모델에 따르면, 우주의 나이가 1 억년 (약 137 억년 전) 일 때 최초의 별이 형성되었습니다. 빅백 이후 약 10 억년이 지나자이 별들과 다른 중성 물질은 암흑 물질 후광과 응축되어 최초의 은하를 형성하기 시작했습니다.

그 후 수십억 년 동안 우주의 밀도가 더 높은 영역은 서로 중력 적으로 끌리게되었습니다. 이것은 우주의 대규모 구조가 형성되기 시작했을 때 Structure Epoch로 알려졌습니다.

이 기간 동안 구상 성단, 은하의 팽창, SMBH 및 기타 우주 구조와 같은 것들이 형성되었다고 생각됩니다. 별, 먼지 및 가스도 중앙 돌출부 주변의 원반 모양 구조로 떨어졌고 은하 간 구름과 왜소 은하에서 더 많은 물질이 추가되었습니다.

SMBH의 형성은 추가되는 물질의 양을 제한함으로써 은하의 성장을 조절하는 데 핵심적인 역할을했다고 생각합니다. 그들은 또한 은하들이 출현하기 전에 폭발적인 별 형성을 경험했기 때문에 별 형성 속도에도 영향을 미쳤습니다.

가장 초기의 별들이 사라지기 시작하면서 더 무거운 원소를 성간 매체에 방출했다고 이론화되었습니다. 이로 인해 이후 세대의 별들은 점점 더 금속이 풍부 해져 천문학 자들이 연령 추정치를 산출하는 데 중요한 도구를 제공합니다.

시간이 지남에 따라 은하계의 무거운 원소의 양이 증가하여 행성과 달의 형성이 가능했으며 남은 물질은 소행성과 혜성이되어 별 주위에 띠를 형성했습니다.

이후 어떻게 진화 했습니까?

허블과 같은 우주 망원경과 아타 카마 대형 밀리미터 / 서브 밀리미터 배열 (ALMA)과 같은 지상 관측소가 수행 한 조사 덕분에 천문학 자들은 수십억 년 전 은하가 어떻게 생겼는지 볼 수있었습니다.

이것은 더 최근의 관측과 결합하여 천문학 자들에게 은하가 시간이 지남에 따라 어떻게 변했는지에 대한 좋은 아이디어를 제공했습니다. 예를 들어, 가장 초기의 은하들은 모양이 타원형이고 더 작은 것처럼 보였습니다. 시간이 지남에 따라 은하의 합병으로 은하가 성장하고 더 복잡해졌습니다.

점차적으로 재료의 유입으로 인해 회전 속도가 빨라진 것으로 생각됩니다. 은하수 은하의 경우, 많은 천문학 자들은 왜소 은하와의 합병이 매우 흔하며 여전히 진행중인 과정이라고 생각하게되었습니다.

사실, 우리 은하와 가장 가까운 은하는 큰 개자리 왜소 은하로, 우리 태양계에서 약 25,000 광년 거리에 있고 은하수 중심에서 42,000 광년 거리에 있습니다. 최근까지 천문학 자들은 우주 먼지에 가려 졌기 때문에 그 존재를 알지 못했습니다.

그러나 2003 년에 국제적인 천문학 자 팀이 2MASS (Two Micron All Sky Survey) 적외선 조사의 일부로이를 감지했습니다. 일부 천문학 자들은 왜소 은하가 더 거대한 은하계의 중력장에 의해 분리되는 과정에 있다고 믿습니다. 조석 붕괴로 인해 은하수를 공전 할 때 별의 긴 필라멘트가 그 뒤를 따라 가며, 때때로 모노 세 로스 고리라고 불리는 복잡한 고리 모양의 구조를 형성하며, 우리 은하를 세 번 둘러싸고 있습니다.

빅뱅 이후 거의 90 억년 동안, 상호 중력 인력의 힘이 우세했고 그 결과 우주는 매우 느리게 확장되었습니다. 그 결과 은하계의 합병은 빅뱅 이후 처음 몇 십억 년 동안 매우 흔했을 것입니다.

그러나 우주의 팽창은 결국 은하들이 더 멀리 떨어져있는 결과를 낳았다. 어느 시점에서 암흑 에너지의 영향이 느껴지기 시작했다는 가설이 세워졌습니다.

이것은 많은 사람들이 우주가 가속화되는 속도로 팽창하기 시작한 우주 가속 시대 (약 50 억년 전)로 이어진 것이라고 생각합니다. 이 시점에서 은하 적 합병은 훨씬 더 드물어졌지만 그 과정은 여전히 ​​발생하는 것으로 알려져 있습니다 ... 그리고 우리에게 일어날 것입니다!

우리 은하와 우주의 미래

허블이 관찰 한 바와 같이, 인접 은하의 대다수는 우리 은하로부터 멀어지고 있습니다. 그러나 우리를 향해 나아가고있는 두 가지는 이웃 한 안드로메다 (일명 메시에 31)와 삼각형 자리 은하 (메시에 33)입니다.

현재 추정에 따르면, 은하수와 안드로메다 은하는 약 130km / s의 속도로 서로를 향해 이동하고 있습니다. 이 속도로 그들은 약 45 억년 안에 서로 충돌 할 것입니다.

이런 일이 발생하면 그들은 거대한 타원 또는 렌즈 형 은하 (별명 "밀 코메 다"또는 "밀크 드로 메다")를 형성 할 수 있습니다. 합병으로 인한 조석 중단으로 인해 일부 별이 추방되고 SMBH가 병합 될 수 있습니다.

이것이 태양계에 어떤 영향을 미칠지는 알려지지 않았습니다. 그러나 우리 태양은 그때까지 수소 연료를 다 써 버리고 적색 거성이 될 것이라는 이론이 있습니다. 그 결과 지구가 팽창하고 삼키게 될 것이며, 아마도 전체 태양계를 삼키게 될 것입니다.

이러한 유형의 합병은 우주가 계속 확장되고 은하가 점점 더 멀어짐에 따라 더 드물다고 가정합니다. 결국, 우주의 은하들은 수명이 짧은 별들이 사라지기 시작하면서 더 어둡고 붉어 질 것입니다.

여기에는 청 거성과 초거성 (O 형 및 B 형)부터 청백색 (A 형 및 F 형), 황색 및 주황색 왜성 (G 형 및 K 형) 별까지 모든 것이 포함됩니다. 결국 자연 수명이 가장 긴 (최대 10 조년) M 형 적색 왜성 만이 남게된다.

결국 은하들은 멀리 떨어져있어 은하수에있는 어떤 지적 생명체도 다른 은하를 볼 수 없을 것입니다. 밤하늘을 올려다보고 희미한 붉은 별만 볼 수있는 다른 은하계의 주민들도 마찬가지입니다.

시간이 지나면 은하 자체는 마지막 별이 붕괴되고 전체 우주가 어두워 짐에 따라 죽을 것입니다. 운 좋게도 그것은 수조 년 동안 일어날 것으로 예상되지 않습니다. 그 시점에서 인류는 멸종되거나 인간으로 간주 될 수있는 모든 것 이상으로 진화 할 것입니다.

  • 코스모스-은하 형성
  • Stardate-은하 형성
  • CSIRO-은하의 형성
  • 오레곤 대학교-은하 형성
  • Nature-Galaxy Formation : Cosmic Dawn
  • Wikipedia-은하의 형성과 진화
  • NASA 시각화 탐색기-은하 형성
  • 토론토 대학교 / 던랩 연구소-은하 형성


비디오보기: 이웃 별들. 가까운 항성들 안드로메아은하 이웃 우리은하속 태양계 태양의 이웃 항성들. 프록시마 센타우리. 바너드별. 시리우스. 로스 154. 고래자리 타우 등 (칠월 2021).