은하천문학
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1. 개요
은하천문학은 은하의 구조, 구성 요소, 물리적 특성, 진화 등을 연구하는 천문학의 한 분야이다. 우리 은하의 풍부도, 팽대부, 중심부, 원반, 진화, 형성, 기초 매개변수, 성단, 헤일로, 운동학, 은하핵, 태양계 인접 천체, 항성, 구조 등 다양한 세부 분야를 포함한다. 우리 은하는 전파 천문학, 적외선 천문학 등의 발달로 20세기 이후 활발히 연구되어 왔다.
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은하천문학 | |
---|---|
개요 | |
학문 분야 | 천문학 |
연구 대상 | 은하를 연구하는 천문학의 한 분야 |
역사 | |
주요 발전 | 1920년대: 허블에 의한 외부 은하의 발견 1944년: 바데에 의한 항성 종족의 발견 1970년대: 베라 루빈에 의한 은하 회전 곡선 연구를 통한 암흑 물질의 존재 확인 |
연구 분야 | |
은하의 구성 요소 | 별 성간 물질 암흑 물질 블랙홀 |
은하의 형태 | 나선 은하 타원 은하 불규칙 은하 |
은하의 진화 | 은하의 형성, 합병, 활동은하핵(AGN) 활동 등 |
우리 은하 연구 | 우리 은하의 구조, 별 분포, 회전, 화학 조성 연구 |
외부 은하 연구 | 다양한 외부 은하들의 특성, 분포, 진화 연구 |
은하단 및 거대 구조 연구 | 은하들이 모여 이루는 은하단 및 우주 거대 구조 연구 |
관측 방법 | |
전자기파 관측 | 가시광선 전파 적외선 자외선 X선 감마선 |
중성미자 관측 | 중성미자 |
중력파 관측 | 중력파 |
관련 분야 | |
연관 학문 | 천체물리학 우주론 항성 천문학 성간 물질 고에너지 천체물리학 |
주요 학자 | |
주요 인물 | 에드윈 허블 월터 바데 베라 루빈 앨런 샌디지 시드니 반 덴 베르흐 |
2. 하부 분류
은하천문학 연구는 그 대상과 목적에 따라 여러 하위 분야로 나뉜다. 주요 천문학 학술지 등에서는 이러한 연구 분야를 표준화된 범주로 분류하여 다루고 있다.[1]
2. 1. 구조 및 구성 요소
성간 가스나 우주 먼지 등의 영향으로 관측이 어려운 부분도 있지만, 우리 태양계가 속한 우리 은하는 다양한 방법으로 가장 잘 연구된 은하이다. 20세기에 발달한 전파 천문학, 적외선 천문학 등을 통해 가스나 먼지에 가려진 부분까지 지도를 그릴 수 있게 되었다.[1]천문학 학술지 등에서는 은하천문학을 다음과 같은 하위 분야로 나누어 연구한다.[1]
연구 분야 | 주요 연구 내용 |
---|---|
풍부도 | 헬륨보다 무거운 원소의 분포 및 위치 연구 |
팽대부 | 은하 중심 주변의 은하 팽대부 연구 |
중심 | 은하 중심부 연구 |
원반 | 대부분의 은하 천체가 모여 있는 은하 원반(두꺼운 원반 포함) 연구 |
진화 | 은하의 진화 과정 연구 |
형성 | 은하의 형성 과정 연구 |
기본 매개변수 | 은하의 기본적인 물리량(질량, 크기 등) 연구 |
구상 성단 | 은하 내 구상 성단 연구 (구상 성단 목록 참고) |
헤일로 | 은하 주변을 둘러싼 거대한 은하 헤일로 연구 |
운동학 및 역학 | 항성과 성단의 움직임 연구 |
핵 | 은하 중심의 초대질량 블랙홀(궁수자리 A*) 주변 지역 연구 |
산개 성단 및 성협 | 산개 성단과 별들의 성협 연구 |
태양 근방 | 태양계에서 가까운 항성들 연구 (가장 가까운 별과 갈색 왜성 목록 참고) |
항성 내용 | 은하 내 항성의 수, 종류, 분포 등 연구 (별 목록 참고) |
구조 | 은하의 전체적인 구조(나선팔 등) 연구 |
2. 2. 천체 및 성분
은하를 구성하는 주요 천체는 항성이며, 이들은 은하의 수와 유형 면에서 다양하게 나타난다.[1] 항성들은 종종 무리를 이루어 성단을 형성하는데, 대표적으로 구상 성단과 산개 성단 및 성협이 있다.[1]은하는 구조적으로 중심부의 팽대부, 대부분의 별과 가스가 분포하는 평평한 원반, 그리고 이들을 넓게 둘러싸고 있는 헤일로로 구분될 수 있다.[1] 많은 은하의 중심, 즉 핵에는 궁수자리 A*와 같은 초거대 블랙홀이 존재하기도 한다.[1] 은하의 전체적인 구조에는 나선팔과 같은 특징도 포함된다.[1]
별들 사이의 광활한 공간인 성간 공간은 완전히 비어있지 않고, 성간 물질(성간 매질)로 채워져 있다. 이 성간 물질은 주로 성간 가스와 미세한 고체 입자인 우주 먼지(성간 먼지)로 구성된다. 이러한 성간 가스와 먼지는 특정 파장의 빛을 가리거나 산란시켜서, 광학 망원경만으로는 은하의 모든 부분을 관측하기 어렵게 만든다.
우리 태양계가 속한 우리 은하는 가장 가까이에 있어 가장 자세히 연구된 은하이다. 20세기 이후 발전한 전파 천문학이나 적외선 천문학과 같은 관측 기술은 성간 가스나 먼지에 가려진 영역을 투과하여 볼 수 있게 해주어, 우리 은하의 구조와 별들의 움직임, 그리고 다양한 천체들의 분포를 파악하는 데 크게 기여했다.
2. 3. 물리적 특성 및 진화
은하천문학 분야를 세분화하기 위해 천문학 학술지에서 사용되는 표준 하위 범주는 다음과 같다.[1] 은하의 물리적 특성과 진화를 이해하는 데 관련된 주요 연구 분야는 다음과 같다.- 풍부도: 헬륨보다 무거운 원소의 분포와 함량에 대한 연구. 이는 은하의 화학적 진화 과정을 이해하는 데 중요하다.
- 팽대부: 우리 은하 중심 주변의 팽대부 구조와 특성에 대한 연구.
- 중심: 우리 은하 중심부의 상세한 연구.
- 원반: 대부분의 은하 천체가 분포하는 은하 원반의 구조와 역학에 대한 연구.
- 진화: 우리 은하가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화해왔는지에 대한 연구.
- 형성: 우리 은하가 어떻게 생성되었는지 그 기원을 탐구하는 연구.
- 기본 매개변수: 우리 은하의 질량, 크기 등 기본적인 물리적 속성을 측정하고 이해하는 연구.
- 구상 성단: 우리 은하 내에 존재하는 구상 성단의 분포, 특성, 운동 등을 연구.
- 헤일로: 우리 은하를 둘러싸고 있는 거대한 헤일로의 구조와 구성 물질에 대한 연구.
- 운동학 및 역학: 우리 은하 내 항성들과 성단들의 움직임과 그 원인을 분석하는 연구.
- 핵: 은하 중심부에 위치한 초대질량 블랙홀(궁수자리 A*) 주변 지역의 물리 현상에 대한 연구.
- 산개 성단 및 성협: 상대적으로 젊은 별들로 이루어진 산개 성단과 성협에 대한 연구.
- 태양 근방: 태양계 주변의 가까운 항성들과 갈색 왜성에 대한 연구.
- 별 내용: 우리 은하를 구성하는 항성들의 종류, 수, 분포 등에 대한 연구.
- 구조: 나선팔과 같은 우리 은하의 전체적인 구조에 대한 연구.
3. 연구 역사
성간 가스나 우주 먼지 등의 영향으로 관측이 어려운 부분이 있지만, 우리 태양계가 속한 은하계는 여러 방법을 통해 가장 상세하게 연구된 은하이다. 특히 20세기에 들어 전파 천문학, 적외선 천문학 등이 발달하면서, 이전에는 가스나 먼지에 가려 보이지 않던 은하 영역의 지도를 그리는 것이 가능해졌다.
참조
[1]
웹사이트
Galactic Astronomy - Subcategories {{!}} The English knowledge database
https://web.archive.[...]
2017-12-20
[2]
서적
Galactic astronomy
Princeton University Press
1998
[3]
서적
Galactic astronomy. Structure and kinematics
Freeman
1981
[4]
서적
More Things in the Heavens: How Infrared Astronomy is Expanding Our View of the Universe
Princeton University Press
2019
[5]
논문
赤外線天文学の半世紀~ 遠い昔を振り返って~
2017
[6]
간행물
赤外線天文学の現状と将来
2010
[7]
논문
日本の宇宙電波天文学研究が世界水準に達した経緯: 野辺山観測所における科学目標設定と装置開発
2020
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