은하(Galaxy) - 2

은하

◆ 은하의 형성

현재 빅뱅이론에 따르면, 빅뱅 이후 약 30만년 후의 우주의 재결합시기에 수소와 헬륨이 만들어지기 시작했는데 별들이 아직 만들어지지 않았기 때문에, 이 시기를 우주의 암흑시대라고 부릅니다.

이러한 원시우주에 있었던 암흑물질의 밀도 요동으로부터 서서히 우주의 거대 구조가 나타나기 시작했는데 바리온 물질들이 이러한 암흑 물질 헤일로로 모이면서 은하가 만들어지기 시작했습니다. 원시은하들이 만들어지면서, 첫 번째 별들이 만들어졌는데, 이 별들은 다른 중원소들 없이 순수하게 수소와 헬륨으로만 이루어져 있었고, 아주 큰 질량을 가졌을 것으로 여겨집니다. 그리고 더 많은 별들이 형성됨에 따라 원시 은하계 구름은 은하계로 변형되기 시작합니다.

별들은 함께 모이고, 그들의 결합된 중력은 은하의 구조를 형성합니다. 어떤 별들은 중심 팽대부를 형성하는 반면, 다른 별들은 주변으로 뻗어 있습니다.

 

◆ 우주의 구조

우주에서 은하들의 분포를 조사해 보면 은하들은 다른 은하들과 무리를 이루고 있습니다. 외톨이로 떨어져 있는 은하들은 전체의 약 5%정도에 불과하며 우주는 계속 팽창하고 있어서 개별 은하 사이의 거리는 계속 늘어납니다.

우주의 초기에 생성된 이러한 은하의 무리들은 점점 주변의 은하들이나 다른 무리들과 합쳐지면서 우주가 나이를 먹어감에 따라 점점 커다란 은하단 구조로 발달하게 됩니다. 은하단의 약 70–80%는 암흑물질로 이루어져 있으며, 약 10–30%는 뜨거운 가스, 그리고 나머지는 개별 은하 자체로 이루어져 있습니다.

대부분의 은하들은 다른 은하들과 중력으로 묶여 있으며 몇 개의 은하들로 이루어진 은하들의 모임을 은하군이라고 합니다. 이러한 은하군들 보다 더 큰 구조는 수천 개의 은하들이 모인 은하단입니다. 은하단의 중심부에는 은하단 전체의 밝기와 맞먹을 정도인 거대한 은하가 종종 존재하는데, 이를 거대 확산 은하라고 부릅니다. 초은하단은 은하군, 은하단, 개개의 은하들이 모여 이루는 거대한 구조이며 수천, 수만 개의 은하를 가지고 있습니다.

 

◆ 은하의 상호작용

별들 사이의 충돌은 거의 일어나지 않지만, 은하들 사이의 충돌등 상호작용은 빈번히 일어나며, 이는 은하의 형성과 진화에 아주 중요한 영향을 미칩니다. 은하들이 정면으로 충돌하지 않고, 약간 비켜 나가는 경우에는 서로의 조석력 때문에 은하가 찢어지거나 늘어나고, 가스나 먼지들이 서로 교환되기도 합니다.

은하들이 충돌하지만, 상대적인 운동량이 커서 하나로 합쳐지지 않는 경우도 있고 이러한 은하들의 충돌의 경우에도, 별의 크기는 별 사이의 거리에 비해 너무 작으므로 두 은하의 별들이 직접 서로 충돌하는 일은 없습니다. 그러나 은하의 가스와 먼지들은 서로 강한 상호작용을 일으켜 성간물질이 압축되거나 불안정해져서 폭발적인 별 생성이 일어나기도 합니다.

은하들 사이의 충돌은 하나 또는 모든 은하의 모양을 심하게 변형시키고, 막대나, 고리, 연결 다리 또는 꼬리 같은 여러 가지 구조들을 만들어 냅니다. 은하들의 운동량이 작은 경우에는 상호 작용 뒤에 은하들이 하나로 합쳐지기도 하는데, 이를 은하들의 병합이라고 부릅니다. 이 경우 은하들은 서서히 더 큰 하나의 새로운 은하로 병합되며, 그 과정에서 형태가 완전히 변하게 됩니다.

만약 두 은하 중 하나가 다른 것 보다 월등히 큰 경우, 작은 은하가 큰 은하에 완전히 흡수되므로 이를 은하의 흡수 합병이라고 부르기도 합니다. 이 경우 큰 은하는 거의 모양이 변하지 않는 반면, 작은 은하는 조석력에 의해 쉽게 찢어지게 됩니다.