은하의 형태분류
1. 개요
은하의 형태분류는 은하의 겉보기 모습에 따라 은하를 분류하는 체계로, 에드윈 허블의 허블순차, 제라드 드 보클레르의 드 보클레르 체계, 윌리엄 윌슨 모건의 여키스 분류법 등이 있다. 허블순차는 타원은하, 나선은하, 렌즈형은하로 분류하며, 드 보클레르 체계는 허블순차를 확장하여 막대, 고리, 나선팔의 세 가지 특징을 추가하여 나선은하를 세분화한다. 여키스 분류법은 별의 스펙트럼, 은하의 실제 모양, 중심부의 별 집중 정도를 기준으로 은하를 분류한다.
| 명칭 | 은하 형태 분류 |
|---|---|
| 유형 | 분류 체계 |
| 목적 | 은하의 시각적 형태 설명 및 분류 |
| 고안자 | 에드윈 허블 |
|---|---|
| 발표 연도 | 1936년 |
| 특징 | 은하를 타원 은하, 나선 은하, 렌즈형 은하, 불규칙 은하로 분류 나선 은하는 다시 정상 나선 은하와 막대 나선 은하로 세분 |
| 타원 은하 표기 | E0 ~ E7 (숫자가 클수록 더 납작한 형태) |
| 나선 은하 표기 | Sa, Sb, Sc (정상 나선 은하) SBa, SBb, SBc (막대 나선 은하) |
| 렌즈형 은하 표기 | S0 |
| 불규칙 은하 표기 | Irr |
| 한계 | 은하 진화 과정을 반영하지 못함 폭발적 항성 생성 은하, 고리 은하 등 특이 은하 분류에 어려움 |
| 고안자 | 제라르 드 보클레르 |
|---|---|
| 특징 | 허블 분류 확장 은하의 형태적 특징을 더 상세하게 기술 고리, 막대, 렌즈 등의 특징을 추가 |
| 분류 요소 | 유형(Type): 허블 분류와 유사 단계(Stage): -5 ~ +10 (타원 → 나선 → 불규칙) 계열(Family): 나선 구조의 특징 (a, ab, b, bc, c, cd, d, dm, m) 변종(Variety): 고리, 막대 등의 특징 (rs, s, (r), (s) 등) |
| 예시 | SA(s)bc |
| 다른 이름 | Morgan 분류 |
|---|---|
| 고안자 | 윌리엄 윌슨 모르간 |
| 특징 | 은하 스펙트럼을 기반으로 분류 중심 집중도, 형태, 스펙트럼 특징 활용 |
| 간략 설명 | N-체 시뮬레이션 기반 분류 주성분 분석을 통한 자동 분류 은하 병합 역사 기반 분류 |
|---|
| 항성 행성 천문학 |
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에드윈 허블 -
허블 우주망원경
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에드윈 허블 -
허블순차
허블 순차는 에드윈 허블이 은하를 형태에 따라 타원은하, 렌즈형은하, 나선은하, 불규칙은하 등으로 분류하는 체계이며, 허블의 음차도라는 시각적 도표로 표현된다. -
과학 및 자연에 관한 -
단층
단층은 지각 변동으로 암석이 끊어져 어긋난 구조로, 전단력에 의해 형성되며, 지진 발생의 주요 원인이 되고 다양한 자연재해와 사회적 문제를 유발하며, ESR, OSL 연대측정법 등으로 연구된다. -
과학 및 자연에 관한 -
곤드와나
곤드와나는 고생대와 중생대에 존재했던 초대륙으로, 현재의 아프리카, 남아메리카, 남극, 인도, 오스트레일리아 등을 포함했으며, 판게아 분열 이후 서곤드와나와 동곤드와나로 나뉘어 각 대륙이 이동하면서 생물 지리학적 분포 패턴에도 영향을 미쳤다. -
천문학에 관한 -
자외선
자외선은 요한 빌헬름 리터가 발견한 보이지 않는 광선으로, 인체에 긍정적, 부정적 영향을 모두 미치며, 다양한 분야에 응용되고 오존층 감소로 인해 자외선 지수가 증가하여 주의가 요구된다. -
천문학에 관한 -
적외선
적외선은 윌리엄 허셜에 의해 발견된 780 nm에서 1 mm 파장 범위의 전자기파로, 근적외선, 중적외선, 원적외선으로 나뉘며 군사, 의료, 산업, 과학, 통신 등 다양한 분야에서 활용된다.
2. 허블순차
에드윈 허블이 1926년에 창안한 은하의 형태분류 체계로, '허블 튜닝 포크'라고도 불린다. 은하의 겉보기 모습(원래는 사진건판에서)에 기반하여 크게 세 가지 유형의 은하로 나눈다.
* 타원은하(E)는 매끄럽고 단조로운 밝기 분포를 가지고 있고 사진에서 타원모양으로 나타난다.
* 나선은하(S)는 별을 형성하고 있는 (보통 두 가닥의)나선 구조가 있는 평탄한 원반과, 별이 집중되어 타원은하와 유사한 외양을 가지는 중심의 영역인 팽대부로 구성되어 있다. 모든 나선은하의 거의 절반은 중심 팽대부에서 뻗어나오는 막대 구조를 가지고 있기도 한데, 이러한 은하는 막대나선은하(SB)로 표현된다.
* 렌즈형은하(S0)는 중심의 밝은 팽대부와 이를 둘러싸는 바깥의 원반 구조로 구성되어 있지만, 나선은하와는 달리 렌즈형 은하의 원반은 나선 구조가 없으며 활동적인 별의 형성이 일어나지 않는다.
이러한 큰 분류는 뚜렷한 규칙적 구조(원반 또는 타원체)를 가지지 않는 불규칙은하와 같이 외양의 눈에 띄는 차이를 통해 확장된다.
허블순차는 보통 소리굽쇠의 형태로 표현된다. 소리굽쇠의 손잡이 부분(왼쪽)에는 타원은하가 배치되어 있고(왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 타원율이 증가), 오른쪽의 두 평행한 갈래는 막대나선은하와 정상나선은하가 이룬다. 타원은하와 나선은하 사이에, 손잡이와 두 갈래가 만나는 지점에는 렌즈형은하가 위치해 있다.
허블순차는 오늘날에 전문적인 천문학 연구와 아마추어 천문학에서 가장 보편적으로 이용되는 은하를 분류하는 체계로써 이용된다. 2019년 갤럭시 주를 통한 시민 과학자들의 연구 결과, 허블 분류 체계, 특히 나선 은하 분류에 대한 수정 필요성이 제기되었다.
3. 드 보클레르 체계
제라드 드 보클레르가 1959년에 도입한 드 보클레르 체계는 허블순차를 확장한 은하 분류 체계이다. 드 보클레르는 허블의 나선은하 분류가 나선팔의 조임 정도와 막대의 유무만으로는 관측된 모든 은하의 형태를 설명하기에 부족하다고 보았다. 그는 특히 고리와 렌즈가 나선은하의 중요한 구조적 요소라고 강조했다.
드 보클레르 체계는 타원은하, 렌즈형은하, 나선은하, 불규칙은하와 같은 허블의 기본 분류를 유지하면서, 나선은하를 더 세분화했다. 그는 나선은하를 분류하기 위해 다음 세 가지 형태적 특징을 도입했다.
* 막대: 핵 막대의 유무에 따라 은하를 분류한다. 막대가 없는 나선은하는 SA형, 막대나선은하는 SB형으로 표기하며, 미약한 막대를 가진 중간형은 SAB형으로 분류한다. 렌즈형은하 역시 막대의 유무에 따라 SA0(막대 없음) 또는 SB0(막대 있음)으로 분류한다. S0 표기는 막대 유무를 알 수 없는 경우에 사용된다.
* 고리: 고리 구조의 유무에 따라 은하를 분류한다. 고리가 있으면 (r)형, 없으면 (s)형으로 표기하며, 전이 단계의 은하는 (rs)형으로 분류한다.
* 나선팔: 허블의 원래 체계와 마찬가지로 나선팔의 조임 정도에 따라 은하를 분류한다. 드 보클레르는 여기에 추가로 Sd, Sm, Im형을 도입했다.
* Sd (SBd)형: 희미하고 파괴된 나선팔과 매우 희미한 중심 팽대부를 가진다.
* Sm (SBm)형: 외양이 불규칙하고 팽대부가 없다.
* Im형: 매우 불규칙한 은하이다.
이 세 분류는 대부분 허블 분류에서 Irr I형으로 분류되었던 은하들이다. Sd형은 허블의 Sc형 은하 일부를 포함한다. Sm형과 Im형 은하는 마젤란은하의 이름을 따서 각각 마젤란형 나선 및 불규칙은하라고 불린다. 대마젤란은하는 SBm형, 소마젤란은하는 Im형이다.
분류 요소들을 결합하여 은하의 전체 분류를 나타낸다. 예를 들어 느슨하게 감긴 나선팔과 고리를 가지는 미약한 막대나선은하는 SAB(r)c형으로 표기한다.
드 보클레르 체계는 허블의 소리굽쇠를 3차원으로 확장한 형태로 표현할 수 있다. x축은 나선의 유무(단계), y축은 막대의 유무(종류), z축은 고리의 유무(다양성)를 나타낸다.
드 보클레르는 은하의 형태를 정량적으로 연구하기 위해 각 분류에 수치적 허블 단계(T)를 부여했다. T 값은 -6에서 +10까지이며, 음수는 조기형은하(타원은하, 렌즈형은하), 양수는 만기형은하(나선은하, 불규칙은하)에 해당한다. 타원은하는 cE, E, E+, 렌즈형은하는 S0-, S00, S0+로 세분화된다. 불규칙은하는 마젤란형 불규칙(T=10) 또는 밀집형(T=11)으로 분류된다.
4. 여키스 분류법 (모건 분류법)
여키스 분류법(Yerkes scheme) 또는 모건 분류법(Morgan scheme)은 미국의 천문학자 윌리엄 윌슨 모건이 만든 은하 분류법이다. 모건은 필립 키넌과 함께 스펙트럼을 통한 별의 분류에 관한 MK 체계를 만들었다. 여키스 분류법은 은하 내 별의 스펙트럼(주계열성의 종류), 은하의 실제 모양과 겉모습, 중심에 별이 집중된 정도를 이용한다.
분류에 사용되는 요소는 다음과 같다.
| 분광형 | 설명 |
|---|---|
| a | A형 별이 많음 |
| af | A-F형 별이 많음 |
| f | F형 별이 많음 |
| fg | F-G형 별이 많음 |
| g | G형 별이 많음 |
| gk | G-K형 별이 많음 |
| k | K형 별이 많음 |
| 경사 | 설명 |
|---|---|
| 1 | "정면"으로 보이는 은하(Face-on 은하) |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 | "모서리"가 보이는 은하(Edge-on 은하) |
예를 들어, 안드로메다 은하는 kS5형으로 분류된다.