천문학의 기원과 역사 - (5)

목차

1. 외부은하 관련 천문학에 대하여

2. 우리은하관련 천문학에 대하여

3. 천문학에서 풀어야 될 문제

 

 

1. 외부은하관련 천문학에 대하여

외부은하와 관련된 천문학 분야는 말 그대로 우리 은하가 아닌 외부은하에서의 천체와 우주 현상 등을 연구하는 분야로서 은하의 형성과 진화 그리고 형태, 분류, 은하단과 은하군 등의 우주 거대 구조를 연구하는 분야라 말할 수 있다. 우주에서 발견된 은하들은 대부분이 타원형 은하, 나선형 은하, 불규칙은하로 구분이 된다. 여기서 타원은하는 은하의 모양이 타원의 형태를 띠는 은하를 말하는 것으로서 별들이 질서 없이 무작위적으로 움직이고 성간물질이 작고 나이가 많은 별들이 많고 새로 탄생하는 별이 적은 그런 은하를 말한다. 타원형 은하의 위치는 주로 은하단의 중앙에 위치해 있는데 여러 개의 은하들이 하나로 합쳐져서 생성되었다고 보고 있다. 그리고 나선형 은하는 회전하고 있는 납작한 원반형태를 띤 모양을 가지고 있으며 그 중심부와 나선 모양의 길게 뻗은 팔들로 구성되어 있다. 이러한 나선형의 팔들은 성간먼지를 많이 내포하고 있고, 주로 새로운 아기별들이 탄생하는 곳으로써 파란색을 띠고 있는 것이 특징이다. 나선형 은하들은 나이를 많이 먹은 별들로 주로 이루어져 있다. 우리가 살고 있고 속해있는 우리는 하나 안드로메다 은하가 그 대표적인 예이다. 불규칙한 은하는 어떤 특정 모양으로 분류되지 않는 일정한 모양을 가지고 있지 않는 은하를 일컫는다. 이렇듯 불규칙한 모양은 다른 은하들과의 어떤 상호작용으로 인해 만들어진다고 추측되고 있다. 또한 활동성은하라고 이름 붙여진 은하들도 있는데 이들은 그들이 방출하는 에너지의 대부분이 별이나 성간물질, 먼지 같은 것들이 아닌 이 은하 중심부의 그 유명한 블랙홀로부터 나오는 에너지가 대부분이다. 이런 활동은하핵은 응축된 원반형태를 띤 아주 무거운 블랙홀일 거라 예상되고 있다.  이러한 활동은하는 전파은하, 블레이저, 퀘이사, 시퍼트 은하 등으로 알려져 있다. 그리고 전파은하는 우리가 알고 있는 일반적인 은하와는 다르게 매우 강렬한 빛으로 전파를 발산하며, 대표적인 예로 우주에서 아주 밝은 천체 중 하나인 퀘이사를 예로 들수가 있다. 우주의 거대구조는 앞서 설명한 이러한 은하들이 모여서 만들어진 구조를 뜻한다. 이것들이 다시 모여서 초은하단을 형성하며 결국에는 아주 거대한 모양의 필라멘트와 비어있는 공간인 공동과 같이 만들어지게 된다.

 

2. 우리은하관련 천문학에 대하여

우리 은하관련된 천문학 분야는 우리 태양계가 속해 있는 우리 은하를 연구하는 천문학의 한 분야라고 말할 수 있다. 우리가 속한 태양계는 국부은하군에 속한 막대나선은하라고 일컫어지는 우리 은하에 포함되어 있으며, 우리 은하를 중심으로 해서 공전을 하고 있다. 우리 은하는 먼지, 가스, 별, 암흑물질 등으로 서로가 서로의 중력에 이끌려 구성되어졌으며, 이것들은 공통의 질량중심이라 불리는 곳을 중심으로 하여 회전하고 있다. 우리의 태양계는 우리 은하 바깥쪽 나선팔 쪽에 위치해 있어서 수많은 먼지들에 가려져 있기 때문에 우리 지구에서 볼 수 있는 우리 은하의 모습은 상당히 제한적이다. 우리 은하의 중심에는 막대모양처럼 생긴 팽대부가 있고 그 중심에는 아주 거대한 블랙홀이 있는 것으로 추정하고 있다. 우리 은하 중심부에서 바깥쪽으로 계속 소용돌이 형태로 퍼져나가는 4개의 팔로 이루어져 있다. 이러한 나선 팔들은 금속의 함량이 높은 젊은 별들이 탄생하는 곳으로 알려져 있다. 은하의 원반을 구성하는 구형의 은하 헤일로가 둘러싸고 있고 여기에서는 주로 나이가 많은 항성계열 별들과 그러한 별들이 뭉쳐진 구상성단으로 분포되어 있다. 이러한 별들 사이사이에는 가스와 먼지 등으로 이루어진 성간물질들로 이루어져 있다. 이러한 성간물질의 밀도가 높은 곳에서는 수소분자 또는 다른 원소들로 이루어진 분자 구름들이 생성되고, 이러한 곳에서 새로운 아기별들이 탄생하는 것이다. 별의 탄생은 최초에 분자 구름이 밀집된 암흑 성운으로 생겨나다가 압축이나 붕괴가 이루어져서 최초의 원시적인 별들이 만들어지게 되는 것이다.

 

 

3. 천문학에서 풀어야될 문제

오늘날 천문학에서 풀어야될 문제들이 여러 가지가 있는데 현대의 천문학이 과학기술의 발전에 힘입어 예전에 비해 많이 발전한 것은 사실이지만 여전히 이 광활한 우주에 대한 의문과 문제를 해결하기 위해서는 아직까지도 많이 부족하다. 그래서 이러한 물음에 답하기 위해서 새로 개발된 망원경들 그리고 물리학의 발전 및 실험이 병행되어야 될 것이다. 현재까지 풀리지 않는 문제들을 이야기하자면 질량에 따른 별들의 개수 분포가 어떤 식으로 결정이 되는지, 왜 별들이 탄생할 때에는 질량분포가 항상 일정해 보이는지 이러한 의문에 답을 찾기 위해서는 별과 행성에 대한 좀 더 깊이 있는 이해가 따라야 될 것이다. 그리고 여전히 끊임없이 많은 사람들에게 의문인 외계 생명체가 존재하는가에 대한 문제와 거기서 한 발짝 더 나아가 지적인 능력을 가진 외계인이 존재하는지에 대한 내용이다. 외계생명체의 존재 유무는 과학을 떠나 종교적, 철학적으로도 아주 큰 의미를 지니고 있다고 말할 수가 있다. 그리고 우리가 속한 태양계는 아주 평범한 행성계인지, 아니면 아주 특별한 분류에 속하는지에 대한 의문도 존재한다. 그리고 가장 근본적인 의문인 우주는 왜 탄생되었는지에 대한 것과 우리가 관측하는 우주가 아주 균일하게 만든 급팽창이 어떤 식으로 만들어졌는지에 대한 의문이다. 그리고 현대 과학자들과 천문학자들을 괴롭히는 주제인 암흑물질과 암흑에너지의 실체는 무엇인가에 대한 의문들이 있을 것이다.