국부은하군

국부은하군은 우리은하가 속해있는 은하군이다. 은하군(group of galaxies)은 수십 또는 수백 개의 은하가 모여있는 은하 집단이다. 국부은하군의 영어 이름은 The Local Group인데, 실제로는 The Local Group of Galaxies를 의미한다. 국부은하군의 주요 구성원은 우리은하, 안드로메다은하(M31), 그리고 삼각형자리은하(M33) 등인데 이들은 모두 나선은하이다. 이 외에도 백여 개의 왜소은하가 포함되어 있으며, 이들은 대부분 우리은하와 안드로메다은하 주위에 몰려 있다. 국부은하군의 반지름은 대략 3백만 광년이며, 질량은 태양 질량의 수조 배이다. 질량의 대부분은 우리은하와 안드로메다은하에 몰려 있다. 국부은하군에서 질량의 대부분을 차지하고 있는 성분은 암흑물질이다. 국부은하군에 있는 은하는 멀리 있는 다른 은하에 비해 매우 자세히 조사할 수 있으므로, 국부은하군은 은하의 형성과 진화를 밝히는 데 매우 중요한 역할을 한다.

목차

국부은하군은 우리은하와 안드로메다은하를 중심으로 하는 두 개의 은하집단으로 이루어져있어 3차원 구조가 아령과 비슷하다고 할 수 있다. 각 은하의 주위로 수십개의 위성은하들이 몰려 있다. 위성은하들의 대부분은 작고 어두운 왜소은하들이다. 국부은하군의 구조는 은하단의 일반적인 구형 구조와는 다른 편이다. 현재 우리은하와 안드로메다은하는 초속 100킬로미터의 속도로 가까워지고 있다.

국부은하군은 다양한 종류의 은하로 이루어져있다. 현재 국부은하군에는 백여 개의 은하가 알려져 있으며, 관측 장비의 발전과 함께 앞으로 새로운 은하가 계속 발견될 것으로 예상된다. 국부은하군에서 가장 무겁고 밝은 은하는 우리은하와 안드로메다은하이며, 그 다음으로 무거운 은하는 삼각형자리은하이다. 국부은하군에는 밝은 타원은하가 없는 것이 특징이다. 그러나 작고 어두운 타원은하들은 많이 존재한다. 안드로메다은하 주위에 있는 M32는 밀집타원은하(compact E)이며, M110(NGC 205)은 왜소타원은하이다. 또한 대마젤란은하와 소마젤란은하는 우리은하에서 가장 가까운 은하들이며 남반구에서 맨눈으로 쉽게 볼 수 있다. 이들의 영어 이름은 각각 The Large Magellanic Cloud와 The Small Magellanic Cloud이지만, 이들은 구름(성간운)이 아니고 은하이다. 나머지는 대부분 어두운 불규칙은하와 왜소은하들이다. 왜소은하 중에는 구형왜소은하, 극미왜소은하 등이 포함되어 있다. 국부은하군에서 숫자가 가장 많은 것은 왜소구형은하이다. 앞으로 발견될 은하들은 대부분 왜소구형은하보다 어두운 극미왜소은하일 것으로 예상된다. 이 왜소은하들은 우주 초기에 은하가 만들어지는 시기와 과정의 비밀을 밝히는 데 매우 중요한 역할을 한다.

그림 1.(시계반대방향으로 90도 회전 필요) 국부은하군에서 가장 무거운 나선은하 중의 하나인 안드로메다은하의 영상. 나선은하의 모습을 잘 보여준다. 안드로메다은하 가까운 곳에 밝게 보이는 작은 공 모양의 천체가 M32 밀집타원은하이며, 반대편으로 약간 떨어진 곳에 길쭉하게 보이는 밝은 천체가 M110(NGC 205) 왜소타원은하이다. 이 은하 주변에 수십개의 왜소은하들이 몰려 있다. 안드로메다 은하 주위에는 이러한 위성 은하들이 수십개 몰려 있다.(출처: , 이건호)

우리은하와 안드로메다은하는 각각 수십 개의 위성은하들과 함께 초속 100킬로미터의 속도로 서로 가까워지고 있다. 그러므로 수십억 년 후에는 이 두 은하가 합져지는 병합과정을 통하여 더욱 크고 무거운 타원은하가 될 것으로 예상된다. 그러면 국부은하군은 중심부에 거대하고 무거운 타원은하가 있고 그 주위에 많은 왜소은하들이 둘러싸고 있는 모습이 될 것이다.

국부은하군에 있는 은하들은 각 은하에 있는 주계열성의 밝기와 온도를 측정할 수 있다. 주계열전향점에 있는 별의 나이를 측정하면, 은하의 역사를 밝힐 수 있을뿐만 아니라 우주의 나이와 역사도 추정할 수 있다. 구상성단 또는 극미왜소은하에 있는 별들의 나이는 대략 130억년으로서, 빅뱅이 130억년 이전에 시작되었음을 보여준다. 현재 우주의 나이는 138억년으로 알려져있으므로, 구상성단과 극미왜소은하에 있는 별들은 빅뱅 이후 수억 년이 지났을 때 태어났음을 알 수 있다. 또한 별의 화학적 성분을 조사하면 우주에서 각 원소들이 만들어질 때의 조건을 알아낼 수 있으므로 우주의 화학적 진화 과정도 밝힐 수 있다. 이와 같이 국부은하군은 우주론에서 매우 중요한 역할을 하며, 가까운 은하를 이용하여 우주의 역사를 밝히는 분야를 근거리우주론(Near Field Cosmology)이라고 한다. 참고로 멀리 있는 천체를 이용하는 우주론에서는 천체의 나이를 직접 측정하는 대신 적색이동 값이 다른 천체들이나 우주배경복사 또는 우주거대구조 등을 연구하여 우주의 역사를 밝혀내게 된다.