성간물질

요약 별과 별 사이의 공간, 즉 성간공간에 존재하는 물질의 총칭.

우주진(宇宙塵)이라고도 한다. 은하는 수천억개의 별이 서로 중력으로 유지되고 있는 계인데 이러한 별과 별 사이의 공간인 성간공간은 진공의 상태가 아니라 여러가지 상태의 물질이 존재하고 있다. 성간물질은 성간공간에 있는 물질로 성간가스·성간티끌·자기장·우주선 등으로 이루어져 있고, 주로 성간가스(interstellar gas)와 성간티끌(interstellar dust)로 되어 있다. 이들은 대부분 성간운의 형태로 분포하고 있다. 성간물질은 별의 평균밀도(10 ㎏/㎥)나 지구상의 대기의 밀도(1.6㎏/㎥)와 비교하면 매우 희박한 상태이다.

성간물질은 별을 만드는 재료를 제공하고, 별에서 나오는 에너지를 받아서 모습을 바꾸기도 한다. 즉 이 물질들이 서로 뭉쳐져서 별이 탄생하며, 수명이 다한 별은 흩어져 성간물질로 된다. 이렇게 별의 탄생과 사멸에 크게 관계한다. 그래서 성간물질은 은하의 진화를 알아내는 데 가장 중요한 물질이다.

은하 내에 있는 성간물질의 질량 등을 관측함으로써 그 은하의 진화상태를 추정할 수 있다. 타원은하에서는 온도가 낮은 성간운은 거의 발견되지 않는다. 이러한 사실은 타원은하에는 성간물질이 매우 적고, 젊은 별도 없다는 것을 나타내고 있다. 실제로 이러한 은하에는 붉게 보이는 오래된 별만 있고, 푸르게 보이는 젊은 별은 거의 없다. 타원은하는 진화가 많이 진척된 늙은 은하라고 할 수 있다. 나선팔이 선명하게 보이는 나선은하에는 분자운과 중성수소운이 많이 발견되고, 거기서 생기는 푸른색의 젊은 별도 많이 있다. 이러한 성간운과 갓 생겨난 젊은 별이 소용돌이 모양으로 배열되어 있는 은하가 나선은하이다. 나선은하에는 물질의 대부분이 별이 되어 있으나, 아직은 성간물질에서 별이 생겨나고 있는 장년의 진화단계에 있다고 할 수 있다. 이와 같이 성간물질이 얼마나 많이 존재해 있는가를 관측하면, 그 은하가 젊은 은하인지 늙은 은하인지를 짐작할 수 있다.

성간물질은 은하계 총질량의 약 3분의 1을 차지하지만, 별의 총질량의 약 20분의 1 정도된다. 또한 성간물질의 평균밀도는 1㎤당 수소원자 1개 정도로 극히 진공에 가깝다. 별의 평균밀도 10⁴㎏/㎥나 지구상의 대기밀도 1.6㎏/㎥와 비교하면 매우 희박한 상태다. 성간물질 중 성간티끌의 평균밀도는 이보다 더 희박하여, 1백만 ㎥당 티끌이 1개 정도다.

20세기 중반 이후부터 생겨난 전파천문학을 비롯하여, 적외선·자외선·X선 등의 새로운 관측수단에 의하여 성간물질의 존재가 확인되었다. 그래서 성간물질의 다양한 모습과 특징이 서서히 밝혀지고 있다.