우리은하를 은하수라 부르는 이유

1. 왜 우리 은하를 은하수라고 부르는가?

 막내 나선 은하는 은하 안 대다수의 별들을 포함하는 은하 원반과 중심에 있는 막대 모양의 팽대부로 구성된다. 팽대부에는 높은 밀도로 별들이 모여 있다. 지구의 밤하늘을 보면 은하 원반은 하늘 전체를 가로질러 가득 채운다. 맨눈으로 이 광경을 보면 반짝이는 무수한 별들로 이루어진 큰 빛줄기가 하늘을 가로지르는 것처럼 보인다. 고대의 중국 천문학자들은 이 광경을 보고 '은빛 강(Silver River)'이라고 표현했지만, 고대 그리스와 로마의 천문학자들은 '우유 길(Road of Milk,Via Lactea)'이라고 불렀다. 이것이 영어로 번역되면서 '은하수(milky Way)'가 되었다. 천문학자들이 우리가 은하 안에서 살고 있음을 깨달았을 때, 은하수는 이러한 별들의 집합을 일컬을 뿐 아니라 우리은하 전체를 가리키는 용어로 사용되었다.

<우리는 은하수 전체를 볼 수 있는가?>
 우리가 밤하늘에서 볼 수 있는 별은 태양과 태양계의 모든 별들을 포함하는 우리 은하수의 일부분이다. 원래의 은하수, 다시 말해 우리은하의 원반 부분은 계절과 시간에 따라 밤하늘에서 찾아볼 수 있다. 하지만 우리은하의 대부분은 지구에서 볼 수가 없다.
 먼지 가스 성운들이 걸림돌이 되어 우리은하에서 우리에게 오는 대부분의 빛을 흩뜨리거나 차단하고 있다. 적외선이나 초단파, 전파천문학 기술을 이용하면 이러한 먼지 안개의 대부분을 뚫고 관측은 할 수 있다. 그러나 전체적으로 볼 때 적어도 은하수의 절반 이상의 별들과 가스는 우리 위치에서는 볼 수 없다.

1. 은하수는 우주의 어디에 있는가?

 은하수는 처녀자리 초은하단의 변두리에 위치한다(초은하단 안에서 가장 높은 밀도로 물질이 모여 있는 처녀 은하단의 중심은 지구로부터 약 5000만 광년 거리에 있다.) 넓은 의미에서 우리은하는 관측 가능한 우주의 중심에 있다. 이것은 물론 특별한 것이 아니다. 왜냐하면 가장 큰 크기 범위에서 우주의 모든 점은 다른 점으로 팽창해나가며, 우주 안의 모든 천체는 그 자신의 관측 할 수있는 우주의 중심에 있기 때문이다.

 

2. 은하수는 어떤 종류의 은하인가?

 은하수의 모양을 우리가 알아내려 하는 것은 마치 물고기가 바다의 모양을 알아내려 하는 것과 같다. 그러나 주의 깊은 관측과 계산에 따르면 우리은하는 막내 나선 은하이고, 허블 음차 도표에서 보면 SBb 또는 SBc 유형의 은하로 추측된다.

 

3. 지구는 은하수 안의 어디에 위치하는가?

 지구는 태양 주위를 돌고 있으며, 태양은 우리은하의 여러 나선 팔들 중의 하나인 오리온 팔에 있다(비록 은하수나 다른 은하의 나선 팔은 견고한 구조는 아니지만 은하의 크기 규모가 매우 커서 밀도파는 수백만 년 동안 지속된다. 따라서 우리는 우주 역사에서 이 기간 동안 팔 안에 있다고 표현할 수 있다). 지구와 태양은 은하 중심부에서 2만 5000광년 정도 떨어져 있다.

 

4. 은하수 안의 뒤틀림은 무엇인가?

 불행하게도 일부 대중 과학 소설과 달리, 은하수의 '워프 인자'는 빛보다 빨리 이동할 수 있는 길이 아니다. 은하수의 원반은 실제로 완전한 평면이 아니다. 원반의 두께가 얇다는 것은 제쳐놓고도, 이것은 마치 피자를 던졌을 때 공중에서 회전하는 와중에 피자 껍질에 뒤틀림과 흔들림 현상이 일어나는 것처럼 어느 정도 뒤틀려 있다. 물론 은하수는 피자보다 훨씬 크고, 뒤틀림은 은하 원반을 한 바퀴 도는 데만 해도 수백만 년이 걸릴 수 있다.

 천문학자들은 하나 혹은 그 이상의 왜소 은하가 이보다 훨씬 큰 은하수 안에 떨어져 생긴 중력의 효과가 뒤틀림을 유발하는 것으로 여기고 있다. 이렇게 상대적으로 작은 충격은 은하 원반 구조를 파괴하지 않지만 은하 원반을 약간 휘게 만들 수 있다.

 

5. 은하수 안에서 지구는 얼마나 빨리 움직이는가?

 지구(그리고 태양계)는 은하 원반 속에서 은하 중심 주위를 거의 원에 가까운 궤도를 그리며 안정적으로 움직이고 있다. 최근의 측정에 의하면, 은하수 주위를 도는 지구의 궤도 속력은 초속 200km다. 이는 일반 항공기보다 거의 1000배나 빠른 속도다. 그럼에도 불구하고, 우리은하는 대단히 크기 때문에 한 바퀴를 도는 데 약 2억 5000만 년이 걸린다.

 

6. 은하수는 얼마나 큰가?

 현재의 측정으로 보았을 때 우리은하의 원반 지금은 약 10만 광년이고, 은하 원반의 두께는 약 1000광년이다. 우리은하 원반을 피자로 비유하면, 태양계는 중심에서부터 가장자리 빵까지 거리의 중간에 있는 아주 미세한 오레가노 반점에 해당된다. 우리은하의 막대-팽대부 구조는 약 3000광년의 높이와 약 1만 광년의 지름을 갖는다.

 만약 은하수 안의 암흑 물질까지 고려한다면, 은하의 크기는 더 커진다. 현재의 측정을 기반으로 했을 때, 우리은하 중력장의 90%의 질량은 암흑 물질로 되어 있으며, 우리은하의 밝은 별들과 가스 그리고 먼지들은 100만 광년 이상의 거대한 구형의 암흑 물질의 중심에 놓여있다고 볼 수 있다.

 

7. 은하수에 대한 초기 연구에는 어떤 것이 있는가?

 1600년대 초에 갈릴레이는 망원경을 통해 은하수를 처음으로 조사했는데, 그는 밝게 빛나는 빛의 띠가 겉보기에는 매우 가까이 붙어 있는 밝은 별들로 보이지만, 사실 엄청나게 많은 어두운 별들로 이루어져 있다는 것을 알아냈다. 1755년 초에 독일의 철학자 이마누엘 칸트는 은하수가 렌즈 모양 별들의 집합체이며 우주에 이러한 집합체들이 수없이 존재할지도 모른다고 주장했다. 천왕성의 발견으로 잘 알려진 독일계 영국 천문학자 윌리엄 허셜은 은하수에 대한 과학적 조사를 처음으로 수행했다.