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은하계는 별, 원자 수소 가스, 우주선, 분자 수소 및 탄소, 질소, 수소 등의 여러 복잡한 분자의 매우 큰 집합입니다. 지구 태양계가 위치한 은하계는 무수히 많은 은하 중 하나입니다. 일반적으로 천문학자들은 은하를 모양에 따라나선, 타원 또는 불규칙 은하로 분류합니다. 나선 은하는 정상 및 막대 나선 은하로 더 세분화됩니다. 타원 은하는 크기에 따라 거대 또는 왜소 타원 은하로 분류됩니다. 2000년대 들어, 천문학자들은 허블 우주 망원경을 통해 관측한 결과 우주에는 약 1,750 억 개의 은하가 존재한다고 추정했습니다.
은하계에는 왜소 타원의 경우 수백만 개의 별, 거대한 타원 또는 나선의 경우 수조 개의 별이 포함될 수 있습니다. 별들의 단순 집합에 비해 훨씬 더 많은 에너지를 방출하는 은하들은 활동 중인 은하로 분류됩니다. 은하에 대한 연구는 과학자들이 은하계 전반을 이해하는 데 도움이 되며 우주 전체를 이해하기 위한 단서를 제공합니다.
은하계 외부
천문학자들은 20세기 초까지 은하와 은하수를 분리된 것으로 인식하지 못했습니다. 은하수에 가장 가까운 나선 은하인 안드로메다 은하와 은하수에 가장 가까운 불규칙 은하인 대 마젤란 은하는 육안으로 볼 수 있어 고대부터 관측되어 왔습니다. 그러나 이러한 은하의 본질을 파악하기에는 천문학 이론과 관측 도구가 부족했습니다.
망원경이 발달한 후에야 천문학자들은 당시 나선 성운이라고 불리는 나선 은하의 소용돌이 모양을 식별할 수있었습니다. 이 나선 성운은 은하수의 일부인지 아니면 은하수와 비슷한 외부 은하인지에 대한 논란은 1920년대까지 계속되었습니다. 논쟁을 해결하기 위해 과학자들은 은하까지의 거리를 측정하는 정확한 방법이 필요했습니다.
20세기 초, 미국의 천문학자 헨리에타 레빗(1868-1921)은 하버드 대학 천문대에서 필요한 천체의 척도를 발견했습니다. 레빗은 별의 겉보기 크기와 절대 크기를 비교하여 세 페이드 변수까지의 거리를 측정하는 방법을 발견했습니다. 변광성까지의 거리는 세 페이드 변광성을 포함하는 은하 또는 성단까지의 거리를 나타냅니다. 세 페이드 변수는 이후 우주의 거리 척도를 측정하는 기본적인 척도가 되었습니다.
1924년 미국의 천문학자 에드윈 허블(1889–1953)은 레빗의 가변 기술을 사용하여 안드로메다 은하까지의 거리를 측정했습니다. 허블의 원래 거리 추정치는 이후 수정되었습니다. 안드로메다 은하까지의 현대 거리는 약 220 만 광년입니다. (광년은 약 6 조 마일 또는 9.654 조 킬로미터의 진공 상태에서 빛이 1 년 동안 이동하는 거리입니다.) 하지만 은하수는 직경이 10 만 광년이 조금 넘습니다. 따라서 허블은 안드로메다 은하가 은하수 밖에 있어야 한다는 것을 결정적으로 증명했습니다. 다른 은하들은 더 멀리 떨어져 있습니다.
이후 허블은 은하수 밖의 은하에 대한 연구를 시작했습니다. 허블은 오늘날에도 천문학자들이 사용하는 은하의 분류 체계를 고안했습니다. 더 중요한 것은 허블은 더 먼 은하들이 더 빠른 속도로 은하수에서 멀어지고 있다는 것을 발견했습니다. 허블의 법칙으로 알려진 이 관찰을 통해 그는 우주가 팽창하고 있다고 추론했습니다. 허블은 우주의 본질에 대한 근본적인 사실을 밝히기 위해 은하를 계속 연구했습니다. 허블의 이름을 딴 허블 우주 망원경의 과학적 목표 중 하나는이 작업을 계속하는 것입니다.
은하의 분류
허블은 그가 관찰한 은하를 모양에 따라 분류했습니다. 그의 모델은 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 가장 기본이 되는 규칙적인 모양은 타원형과 나선형입니다. 그는 일정한 모양이 없는 은하를 불규칙 은하로 분류했으며, 특징이 있는 은하는 특이한 은하로 분류됩니다. 허블은 처음에 그의 분류 체계가 은하의 진화 순서를 대표한다고 생각했다. 그들은 하나의 유형으로 시작하여 점차 다른 유형으로 진화했습니다.
현대 천문학자들은 광도 등급을 이용해 허블의 원래 모델을 보완했습니다. 은하의 광도는 초당 총 에너지 출력입니다. 광도는 은하의 거리에 대해 보정된 은하의 고유 에너지 출력을 나타냅니다. 따라서 광도가 높지만 먼 은하는 근처의 저광도 은하보다 희미하게 보일 수 있습니다. 광도 등급은 로마 숫자 I, II, III, IV 및 V입니다. 가장 빛나는 은하는 등급 I이고 가장 적게 빛나는 은하는 V입니다. 짐작할 수 있듯이 더 많은 발광 은하는 일반적으로 크기가 더 크고 별을 더 많이 포함합니다.
다양한 유형의 은하가 얼마나 흔한지도 연구를 통해 밝혀졌습니다. 주어진 공간에서 모든 은하의 약 1/3은 나선이고, 절반 이상은 불규칙하고, 나머지 약 12 %는 타원입니다. 그러나 불규칙한 타원 은하는 나선 은하보다 평균적으로 작고 희미한 경향이 있으므로, 찾기가 더 어렵습니다. 천문학자들이 관측할 수 있는 은하 중 압도적 다수는 나선 은하이고, 오직 3 % 만이 불규칙 은하입니다. 관측된 은하의 나머지 20 % 가량은 타원 은하입니다.