은하의 구조와 타원 은하의 형상

은하의 구조
소용돌이 은하가 미분 회전하고 있는 것은 소용돌이 구조의 본질을 이해하는데 심각한 문제가 되었습니다.

만약, 원반상의 별이나 가스가 와상 구조를 가지면서 운동하고 있다고 하면, 중심부가 빠르게 회전해 주변부가 천천히 회전하는, 이른바 미분 회전이기 때문에, 이 소용돌이 구조는 금세, 그 중심부에 강하게 말려들어 버려, 그 결과적으로, 빙글빙글 강하게 감은 소용돌이 은하가 되고 있을 것입니다.

은하가 탄생한 이래, 중심부는 벌써 수백회나 회전하고 있으므로, 우주에는 강하게 말려든 소용돌이를 가지는 은하가 많이 발견되어도 이상할 것은 없습니다.

그런데 , 많은 은하는 강하게 말려 들기는 커녕, 오히려 아주 조금 밖에 말려들지 않은 은하 쪽이 많습니다.

소용돌이 구조는 끊임없이 생겼다 사라졌다 할 수 있는 일시적 현상이기도 합니다.

　1964년 천문학자 린 C. C. Lin과 슈 F. H. Shu는 린드블러드의 이론을 발전시키고 와상구조의 밀도파 이론을 제창하였습니다.

그것에 의하면, 원반상에서는 별의 밀도의 소용돌이의 농담 패턴이 생겨 그것이 파도가 되어 전해지고 있습니다.

이 파도는, 별의 밀도의 농담에 의해서 생긴 인력과 은하의 미분 회전이 서로 잘 조절해 자기 스스로 원반상을 전반 할 수 있는 것으로, 현재도 넓게 받아 들여지고 있는 이론입니다.

　와상 은하 사진을 살펴보면 와상 구조를 따라 그 안쪽에는 암흑 성운이, 바깥쪽에는 푸른색 젊은 별과 가스 성운이 밝게 빛나고 줄지어 있음을 발견할 수 있습니다.

와상부에서는 지금도 가스로부터 다량의 별이 태어나고 있으며, 이것이 와상구조를 한층 돋보이게 하고 있습니다.

1966년 일본 천문학자 후지모토 미쓰아키는 와상 은하 내 별의 형성에 대해 은하 충격파 이론을 제안했습니다.

원반 위를 회전하는 가스가 별의 밀도가 높은 와상완부에 접근하면 강한 중력장에 의해 가스가 가속되면서 초음속으로 와상완부로 돌입해 충격파가 발생합니다.

이 때 가스는 강하게 압축되어 가스 내에 포함되어 있던 암흑 물질의 농도가 증가해 암흑 성운의 줄이 되고, 또 이 가스의 압축에 의해서 원시성이 수축해 별이 되어 빛난다는 것입니다.

　이 이론은 와상 은하 내 중성수소가스 구름의 운동과 비열적 전파의 강도 분포 등의 관측을 통해 검증된 바 있습니다.

그러나, 최근, 초신성의 폭발에 의해서 생긴 충격파가 성간 가스를 강하게 압축해, 거기서 별이 형성되고, 그것이 은하의 미분 회전에 의해서 소용돌이 모양으로 전반해 간다 라는 설도 제안되고 있습니다.

타원 은하의 역학 
타원 은하의 형상은, 공을 눌러 찌부러뜨린 형태를 하고 있는 것이 보통이며, 그 원인으로서 은하 회전에 의한 원심력이 생각되고 있었습니다.

그러나 1977년 은하 주변부의 회전속도를 관측한 결과 그 속도는 기껏해야 초속 100km로 작은 것으로 나타났습니다.

타원 은하의 형상은, 개개의 별의 난잡 운동의 비등방성에 지배되어 정해져 있게 됩니다.

공을 찌부러뜨린 듯한 타원은하의 진정한 형상은 회전축 방향으로 뻗어 있는 이른바 프로레이트형 회전타원체(풋볼형)인지, 움츠려 있는 오브레이트형 회전타원체(원반형)인지, 혹은 삼축부등의 타원체인지는 은하의 형성 프로세스와 관계되어 흥미로운 문제이지만 아직 해결을 보지 못하고 있습니다.

　타원 은하에도 미싱·매스가 존재하고 있는 것이, X선의 관측으로부터 알 수 있었습니다.

1980년, 「아인슈타인」이라고 이름 붙여진 인공위성이, 처녀자리의 거대 타원 은하 M87의 주변으로부터 강한 X선이 방출되고 있는 것을 발견했죠.

그 스펙트럼을 통해 이 X선은 수억K에 달하는 초고온의 희박한 가스에서 나오는 것으로 밝혀졌습니다.

이 고온가스를 은하 주위에 강하게 연결시켜 놓기 위해서는 빛으로 보이고 있는 물질만으로는 불충분하고, 그 10배나 되는 미싱·매스가 존재하고 있지 않으면 안 됩니다.