은하계의 분류

기능에 의한 분류(활동성 은하계 : Active galaxy)

 

- 중심부에 블랙홀이 활동하고 있는 은하계 -

 

활동성 은하계는 은하계 중심부에 초거대 블랙홀이 존재하여, 끊임없이 준성 (quasar)를 만들어 내는 은하계를 칭합니다. 준성에서 뿜어져 나오는 물질들이 가속을 하면서 빛을 발산하게 되는데, 그 빛의 파장에 따라 활동성 은하계를 라디오 은하계 (radio galaxy), 또는 나선형 은하계일 경우에는 세이펄트 은하계 (Seyfert galaxy)로 분류를 합니다.

 

중심부에 블랙홀이 있는 은하계를 주은하계 (host galaxy)라고 합니다. NGC 3377, 3379(M105), 4468B 가 그런 은하계들 중의 예입니다. 블랙홀의 잡아 당김으로 인해, 중심부에 위치한 별들의 스펙트럼을 조사해 보면, 중심부에 가까운 별일수록 빠른 속도로 움직이고 있음을 알 수 있습니다.

 

 

라디오 은하계 (Radio galaxy)

 

- 라디오파를 발산하는 은하계 -

 

라디오 은하계는 준성에 의해 뿜어져 나오는 흐름(주로 수소)의 강력한 자기장에 의해, 주변에 있던 전자들이 거의 광속에 가까운 속도로 움직이게 됩니다. 그 가속을 하는 전자들에 의해서 라디오파가 발산됩니다. 그런 은하계를 총칭해서 라디오 은하계라고 분류합니다. 형태상으로는 타원형 은하계(E1)에 속하는 NGC 4486에서 뿜어져 나오는 빠른 기류를 볼 수 있습니다. 이 은하계는 처녀 A에 위치한 라디오 은하계인데, 중심부의 질량만도 260억 Mo에 해당됩니다. 흔히들 준성이나 라디오 은하계가 라디오파장의 특징에 해당되는 물질들을 광속에 가까운 속도로 내뿜지만, M87처럼 뚜렷하게 가시광선을 내뿜는 경우는 드니다. 옆의 사진에서 보는 흐름은 밝은 매듭에서 갑자기 넓어져서, 꼭대기 부분의 호에서는 충격파의 형태를 띠고 있으며, 핵 부근에서는 나선형 형태를 띠고 있습니다. M870 | 라디오 은하계 중에서는 가장 밝습니다. 이 흐름의 길이는 수천 광년에 이릅니다.

 

 

세이펄트 은하계(Seyfert galaxy)

 

- 적외선을 발산하는 나선형 은하계 -

 

1943년 세이펄트(Carl K. Seyfert)가 은하계의 중심부에서 뚜렷한 방출을 하고 있는 스펙트럼을 발견함에 따라, 그의 이름을 따서 명명된 활동성 은하계의 분류입니다. 종종 나선형 은하계들의 팔 내부에 위치한 방출 성운이 강력한 빛을 발산하기도 하지만 세이펄트 은하계는 나선형 은하계 중에서도 활동성 핵을 가진 경우를 말합니다.

세이펄트 은하계의 예로는, NGC 1068(M77), NGC 1275(페르세우스 A), NGC 2782, NGC 3077 (M81144), NGC 3227, NGC 3516, NGC 4051, NGC 4151, NGC 4258(M106), NGC 5548, NGC 6814, 그리고 NGC 7469 등이 있습니다.

NGC 4258은 2,100만 광년 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 사냥개 별자리(Canes Venatici)와 북두칠성 자리(constellation of Ursa Major) 근처에 있는 은하계입니다. 너비가 3만 광년입니다.

 

 

외형에 의한 분류

이번에는 은하계들을 보이는 외형에 따라 분류를 해 봅니다. 도표에 나와 있듯이 은하계들의 외형에 의한 분류입니다. 먼저 제일 왼쪽에 있는 네 개의 그림들은 타원 은하계 (elliptic galaxies)들인데, 그 타원 은하계를, 얼마나 납작한가에 따라서 EO에서 E7까지의 여러 개의 작은 분류로 나눕니다.

EO는 거의 완전한 구의 모양을, E5를 너비가 높이의 2배인 경우를 기준으로 E3, E7를 정했습니다. 그러나 타원 형태의 수 많은 은하계들이 조금씩 다르기 때문에 딱 잘라서 어느 모양의 소속이라는 것을 말할 수 없는 경우가 허다합니다. 단지, 이 타원형태의 은하계들은 오래된 별들을 많이 포함하며, 새로이 별들이 생성할 때 필수인 가스 성분들이 적은 것이 특징입니다. SO의 경우는, 타원 은하계와 나선형 은하계의 중간 정도에 위치하는군요.

SO의 경우는, 타원 은하계와 나선형 은하계의 중간 정도에 위치하는군요. 여기서 한 가지를 언급하자면, 허블 자신이 은하계 종류를 한 가지 인위적으로 더합니다. 가운데 불룩한 부분과 은하판은 있지만, 별들이 생성되지 않고, 먼지 또는 가스가 존재하지 않는 은하계의 형태를 추가하게 됩니다. 추가한 목적은 타원형 은하계와 나선형 은하계 중간에서 매개체 역할을 하는 은하계를 고안해내기 위함이었는데, 훗날 이런 형태의 은하계가 관찰이 됩니다. 그것이 바로 SO입니다. SO 형태로 인해 은하계 발달이나 기원에 대해 이해할 수 있게 되었습니다.

 

다시 허블의 포크로 돌아가서, 오른쪽에는 아래와 위로 나눈 것들이 나선형 은하계들(spiral galaxies)입니다. 나선형 은하계들은 크게 일반 나선형 (normal spiral)과 막대 나선형 (barred spiral)으로 나눕니다. 보시다시피 일반 나선형은 은하계의 중심부에서부터 팔들이 나선형으로 생긴데 반해서, 막대 나선형은 중심부에서는 팔의 모양이 직선이고, 그 직선 끝에 나선형의 팔들이 연결되어 있습니다.

여기서 한 가지를 언급하자면, 허블 자신이 은하계 종류를 한 가지 인위적으로 더합니다. 가운데 불룩한 부분과 은하판은 있지만, 별들이 생성되지 않고, 먼지 또는 가스가 존재하지 않는 은하계의 형태를 추가하게 됩니다. 추가한 목적은 타원형 은하계와 나선형 은하계 중간에서 매개체 역할을 하는 은하계를 고안해내기 위함이었는데, 훗날 이런 형태의 은하계가 관찰이 됩니다. 그것이 바로 SO입니다. SO 형태로 인해 은하계 발달이나 기원에 대해 이해할 수 있게 되었습니다. 그들을 더 세분화 시켜서, 도표에서 보는 것처럼, 일반 나선형은 Sa, Sb, Sc, Sd등으로, 또 막대 나선형은 SBa, SBb, SBC, SBd로 더 작게 분류합니다. 여기서 S가 의미하는 것은 나선형(Spiral), 그리고 SB가 의미하는 막대 나선형(Barred Spiral)입니다. 그들을 a, b, c, d로 더 세분화해서 구분하는 것이죠.

Sd나 SBd는 도표에 나와 있지는 않지만, Sa는 나선형 은하계의 중심부가 다른 형태보다는 크고 나선형 팔들이 중심부에 가까이 분포하는 반면에, Sd는 중심부(halo))가 빈약하고 팔들이 중심부로부터 멀리 떨어져 있다는 사실이 그들의 특징을 규정합니다. 물론 막대 나선형에 대한 분류도 이와 비슷합니다. 일반 나선형과 막대 나선형의 중간 형태인 Sab, Sbe, Scd, SO/a를 써서 더 세분화된 분류를 하기도 하지만, 이는 더 이상의 언급을 하지 않겠습니다.