목차
● 구조
● 나선팔
● 은하팽대부
● 은하구
● 가장 오래된 나선은하
구조
나선은하는 5개의 요소로 구성되어 있습니다.
- 별과 성간물질로 구성되어 있는 평탄하고 회전하는 원반
- 타원은하와 유사하게 주로 늙은 별로 구성되어 있는 중심의 항성 팽대부
- 많은 구상성단을 포함하고 있는 구형에 가까운 별의 헤일로
- 팽대부의 중심에 있는 초대질량의 블랙홀
- 일반적인 회전곡선에 의하여 드러난 구형에 가까운 암흑물질의 헤일로
상대적으로 중요한 크기, 밝기, 질량의 요소에 대해서는 은하마다 각각 다릅니다.
나선팔
나선팔(spiral arm)은 나선은하의 중심부에서 뻗어 나오는 별의 영역입니다. 이들은 나선형의 길고 얇은 영역인데, 그래서 이러한 구조를 가진 은하의 이름이 나선은하라고 명명되었습니다. 당연한 말이지만 서로 다른 유형의 나선은하는 별개의 나선팔 구조를 가지고 있습니다. 예를 들어서 Sc형 및 SBc형 은하는 매우 느슨한 팔을 가지고 있는데 반하여, Sa형 및 SBa형 은하는 꽉 감긴 팔을 가지고 있습니다. 어떠한 것이든 나선 팔은 큰 질량밀도와 높은 별 형성률로 인하여 나선 팔을 매우 밝게 만드는, 어리고 푸른 별들을 많이 포함하고 있습니다.
은하팽대부
팽대부(bulge)는 별들이 빽빽하게 밀집된 거대한 영역입니다. 용어는 흔히 대부분의 나선은하에서 발견되는 별로 구성된 중심의 영역을 일컫는 말입니다. 허블의 분류를 이용해 설명하자면, Sa형 은하의 팽대부는 보통 낮은 금속함량의 늙고 붉은 항성종족 II의 별들로 구성되어 있습니다. 또 Sa형 및 SBa형 은하의 팽대부는 크기가 큰 경향이 있습니다. 이와는 반대로 Sc형 및 SBc형 은하의 팽대부는 훨씬 작고, 어리고 푸른 항성종족 I의 별들로 구성되어 있습니다. 일부 은하의 팽대부는 타원은하와 유사한 특징을 가지고 있습니다. 다른 은하의 팽대부는 원반은하와 유사한 특징을 가지고 있는 원반의 고밀도 중심으로 보입니다.
많은 팽대부는 중심에 초대질량 블랙홀을 품은 숙주로 여겨지고 있습니다. 이런 블랙홀은 절대 직접적으로 관측되지 않지만, 간접적인 존재 증명법이 많이 있습니다. 우리 은하를 예로 들면 궁수자리 A라고 불리는 천체가 초대질량 블랙홀일 것으로 추정하고 있습니다. 블랙홀의 질량과 팽대부의 별의 속도분산 사이의 밀접한 관계인 M-시그마 관계가 있습니다.
은하구
나선은하를 구성하는 별의 대부분은 은하의 중심 주변을 거의 원형으로 공전하는 한 평면인 은하면에 있거나, 은하핵을 감싸는 구형 은하팽대부에 있습니다. 그러나 일부의 별들은 은하헤일로의 일종인 구상헤일로(spheroidal halo), 또는 은하구(galactic spheroid)에 위치하고 있습니다. 이들의 궤도운동에 관해서는 아직 논쟁 중이지만, 역행과 또는 크게 경사진 궤도로 운동하거나 전혀 규칙적인 궤도로 운동하지 않는 것으로 설명됩니다. 헤일로 별은 나선은하로 떨어지거나 병합되는 작은 은하로부터 포획된 것입니다. 그런 작은 은하의 예를 들어보자면, 우리 은하와 병합 중인 과정에 있는 궁수자리 왜소 타원은하가 있습니다. 관측은 우리 은하의 헤일로에 있는 일부 별들이 궁수자리 왜소 타원은하에서 포획된 것임을 보여줍니다.
헤일로는 은하원반과는 달리 먼지가 없는 것으로 보입니다. 헤일로에 있는 별들은 은하팽대부의 별과 유사하게 은하원반에 있는 항성종족 I의 별보다 훨씬 오래되고 낮은 금속함량을 가진 항성종족 II의 별입니다. 또한 은하헤일로는 많은 구상성단을 포함하고 있습니다.
헤일로 별의 운동은 특정한 시기에 원반을 통과하는데, 태양과 가까이 있는 수많은 적색왜성들은 은하헤일로에 속한 것으로 추정하고 있습니다. 그러한 별의 예시로는 캅테인의 별과 그룸브리지 1830이 있습니다. 이러한 별들은 은하의 중심 주변을 불규칙적으로 운동하기 때문에 자주 매우 큰 고유운동을 보여줍니다.
2013년과 2014년에 은하구가 모든 은하의 대략 절반에서 실제로 평면 구조라는 것에 대한 증거를 보여주는 논문이 발표되었습니다.
가장 오래된 나선은하
기록되어 있는 은하들 중에서 가장 오래된 나선은하는 BX442입니다. 약 110억 년 된 이 은하는 그 이전에 발견되었던 은하보다도 약 20억 년 이상 더 오래되었습니다. 연구원들은 은하의 모양이 동반 왜소 은하의 중력적 영향에 의하여 영향을 받았을 것이라고 생각하고 있습니다. 추정을 통한 컴퓨터 모형은 BX442의 나선구조가 약 1억 년 동안 유지될 것임을 보여주고 있습니다.