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천체물리/우주론
Q.타원은하와 나선은하의 모양은 어떻게 다른가요?
2010-02-23
A.우리가 관측하는 은하의 모양은 천구 면에 투영된 모습만 보입니다. 그러나 은하는 3차원 입체적인 모양을 갖고 있습니다. 은하의 모양을 추정하는 방법으로 같은 종류라고 생각되는 은하의 모습을 통계적으로 결정하는 방법이 있습니다. 즉 같은 종류라고 생각되는 수십 ~ 수백 개의 은하의 투영된 모습을 관측하여 은하들이 무작위적으로 분포한다고 가정하고 원래모양이 투영되었을 때의 모습의 분포를 연구합니다.
이런 방법으로 연구한 타원은하와 나선은하의 차이는 나선 팔에만 있는 것이 아니고 전체적인 모양에도 있습니다. 이를테면 전체적인 모양에 있어서 타원은하는 삼축비등방타원체 (세 축의 길이가 서로 다른 타원체, triaxial ellipsoid)에 가까운 것으로 조사되었습니다. 삼축비등방타원체 모양으로 된 것을 찾기 어려운데 옛날 비누 중에 알뜨랑 비누 (양쪽이 뾰족하고, 약간 납작한 모양)가 이에 속한다 할 수 있습니다. 럭비공은 두 축이 같고 한 축이 다른 긴회전타원체 (prolate spheroid), 양파는 납작 회전타원체 (oblate spheroid)입니다. 어쨌든 타원은하는 통통한 모양입니다.
이에 반하여 나선은하는 원반은하라고도 하며 납작회전타원체가 원반형으로 더 납작한 형태가 됩니다. 두께가 폭의 수십 분의 1이하입니다.
이와 같이 형태상의 차이가 생긴 이유는 각 운동량의 배분에 있습니다. 타원은하의 경우 각 운동량의 대부분이 별 개개의 운동량에 배당되어 별의 무질서 운동이 큰 반면에 전체적인 회전은 거의 없습니다. 이에 반하여 나선은하와 같은 원반은하는 각 운동량의 대부분을 은하의 회전이 갖고있어, 별이 원반에 수직으로 운동하는 성분이 거의 없기 때문에 납작한 형태를 이루는 것입니다. 그 모양이 다른 이유는 두 은하의 형성 원인이 다르기 때문입니다.
이런 방법으로 연구한 타원은하와 나선은하의 차이는 나선 팔에만 있는 것이 아니고 전체적인 모양에도 있습니다. 이를테면 전체적인 모양에 있어서 타원은하는 삼축비등방타원체 (세 축의 길이가 서로 다른 타원체, triaxial ellipsoid)에 가까운 것으로 조사되었습니다. 삼축비등방타원체 모양으로 된 것을 찾기 어려운데 옛날 비누 중에 알뜨랑 비누 (양쪽이 뾰족하고, 약간 납작한 모양)가 이에 속한다 할 수 있습니다. 럭비공은 두 축이 같고 한 축이 다른 긴회전타원체 (prolate spheroid), 양파는 납작 회전타원체 (oblate spheroid)입니다. 어쨌든 타원은하는 통통한 모양입니다.
이에 반하여 나선은하는 원반은하라고도 하며 납작회전타원체가 원반형으로 더 납작한 형태가 됩니다. 두께가 폭의 수십 분의 1이하입니다.
이와 같이 형태상의 차이가 생긴 이유는 각 운동량의 배분에 있습니다. 타원은하의 경우 각 운동량의 대부분이 별 개개의 운동량에 배당되어 별의 무질서 운동이 큰 반면에 전체적인 회전은 거의 없습니다. 이에 반하여 나선은하와 같은 원반은하는 각 운동량의 대부분을 은하의 회전이 갖고있어, 별이 원반에 수직으로 운동하는 성분이 거의 없기 때문에 납작한 형태를 이루는 것입니다. 그 모양이 다른 이유는 두 은하의 형성 원인이 다르기 때문입니다.