인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 우리는 태양계 여행을 마치고 지구로 돌아와 충분한 휴식을 했다. 이제 우리은하를 여행 할 수 있는 기술과 능력을 확보했다. 그러나 장거리 우주여행을 떠나기 전에 우리는 우리은하에 대해 충분히 연구하고 탐색할 필요가 있다.

은하란 작게는 1,000만 개부터 많게는 100조 개까지 수많은 별들의 집단을 말한다. 우주에는 1조 개 이상의 은하가 존재하는 것으로 추정되고 있다. 이러한 은하는 모양에 따라 타원 은하, 나선 은하, 렌즈형 은하, 불류칙 은하 등으로 분류된다.

우리은하는 우리 태양계가 속한 은하이다. 우리은하의 나이는 약 135억 년으로 빅뱅이 일어나고 3억 년 후에 생긴 것으로 추정된다. 밤하늘의 천체 중에서 가장 거대한 구조인 은하수가 우리은하의 대표적인 구조이다. 은하수는 우리말로 미리내라고 한다.

우리 은하는 나선형 은하로, 지름이 약 14만 광년에 두께는 1만 광년이 넘는다. 질량은 태양의 약 1조배이다. 우리은하는 별과 성간물질 및 암흑 물질 등으로 이루어져 있다. 가운데로 갈수록 많은 별들이 몰려 있다. 태양계는 우리 은하의 중심부가 아니라 외곽 부분에 있다. 견우와 직녀가 칠월 칠석날에 만나는 다리인 은하수는 지구에서 우리 은하의 중심부를 바라본 모습이다. 띠 모양으로 길게 보이는 모양이 마치 은빛 강과 같아 은하수라는 이름이 생겼다. 천구상에서 은하면은 북쪽으로는 카시오페이아자리까지 남쪽으로는 남십자성자리까지에 이른다.

우리은하의 영어 이름은 Our Galaxy, The Galaxy, The Milky Way 등이 사용된다. 인류는 1925년 허블(Edwin Hubble)에 의해 안드로메다성운이 외부은하라는 사실이 밝혀지기 전까지 우리은하가 우주의 전체라고 믿었었다.

우리은하의 형태는 막대나선은하로 분류된다. 우리은하는 크게 보면 구형구조와 원반구조 성분으로 이루어져있다. 우리은하의 중심은 하늘에서 궁수자리 방향에 있다. 태양계는 우리은하의 중심으로부터 2.6만 광년 떨어진 원반 가장자리에 있다. 구형구조로는 거대한 헤일로와 팽대부가 있으며, 원반구조에는 나선팔과 막대 등이 존재한다. 중앙팽대부의 중심에는 은하핵이 있고, 은하핵 속에는 매우 무거운 블랙홀이 자리잡고 있다.

밤하늘에 보이는 은하수의 모습이 우리은하 원반의 측면 모습을 보여준다. 원반은 두께에 따라 얇은 원반과 두꺼운 원반으로 나눈다. 얇은 원반에는 차가운 성간물질이 몰려 있다. 두꺼운 원반에는 성간물질은 없으며, 나이가 비교적 많은 별이 많다. 원반은 빠른 속도로 회전하고 있다. 은하 중심에서 떨어진 거리에 따라 회전속도가 변하는데, 은하의 외곽부분에서는 회전속도가 대체로 일정하다. 태양은 초속 약 220킬로미터의 속도로 은하 중심에 대해 원운동하고 있다.

원반에는 4개의 나선팔이 존재한다. 나선팔에는 차가운 성간물질이 몰려있으며 별이 계속 태어나고 있다. 막대는 나선팔과 은하의 중심부를 연결하는 다리 역할을 한다. 막대는 나선팔에 있는 성간기체를 은하의 중심부로 운반한다고 여겨진다.

은하중심핵에는 젊은 별과 젊은 성단이 존재한다. 이 별들은 타원 궤도를 따라 중심핵의 주위를 회전하는데 이 운동궤도를 조사하여 은하중심부에 태양질량의 4백만 배나 되는 초대질량블랙홀이 있다고 추정되고 있다. 헤일로는 구형에 가까운 모형을 하고 있으며, 별, 구상성단, 왜소 은하, 뜨거운 성간기체 등을 포함하고 있다.

우리은하 원반의 회전과 구상성단 및 위성은하의 운동 등을 통하여 우리은하 질량은 대략 태양질량의 1조배 정도이며, 전체 질량의 90퍼센트 이상을 암흑물질이 차지하고 있음을 알아냈다. 우리은하에서 빛을 내고 있는 구성원은 항성, 성단, 성간물질 등이다. 성단은 나이가 적은 산개성단과 나이가 매우 많은 구상성단으로 이루어져 있다.

‘국부은하군(The Local Group)’은 우리은하가 속한 은하군이다. 우리은하는 안드로메다 은하와 함께 국부은하군에서 가장 밝고 무거운 구성원이다. 우리은하 주변에서 수십개의 위성은하가 발견되었으며, 아직도 계속 발견되고 있다.

우리은하에 있는 구성원들은 알려진 같은 종류의 천체 중에서 가장 가까운 거리에 있으므로 그 특성을 가장 자세히 조사할 수 있다. 그러므로 우리은하는 우주론 연구에 중요한 역할을 한다. 이런 우주론을 ‘근거리 우주론(Near Field Cosmology)’이라고 한다.

우리의 여행의 첫 목적지는 지구에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리의 프록시마 B행성이 될 것이다. 이 행성은 생명체가 살 수 있는 골디락스 행성으로 추정되고 있다. 지구에서 가장 가깝지만 4.3광년 떨어진 거리로 약 40조㎞ 떨어져 있어, 빛의 속도로 나를 수 있는 우리 우주선으로도 약 5년이 소요되는 먼 거리이다.

이러한 개념을 담아 ‘우리은하 2310001’를 그리고, ‘아름다운 미리내여’란 시를 지었다.

하정열 칼럼니스트

press@interview365.com

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