우주는 무수히 많은 별들로 가득합니다. 하지만 이 별들은 무작위로 흩어져 있지 않고, 일정한 패턴을 이루고 있습니다. 그 패턴을 이루는 단위가 바로 은하와 은하단입니다. 은하와 은하단은 우주의 구조와 진화에 중요한 역할을 하고 있으며, 우리가 우주를 탐구하는데 필수적인 개념입니다.
은하란?
은하란 수천억 개의 별과 가스, 먼지, 암흑 물질 등이 중력에 의해 결합된 거대한 천체입니다. 은하는 다양한 모양과 크기로 존재하며, 각각 고유한 특성과 역사를 가지고 있습니다. 은하의 모양에 따라 크게 타원은하, 나선은하, 불규칙은하로 분류할 수 있습니다. 타원은하는 타원형이나 구형으로 되어 있으며, 별들이 밀집되어 있습니다. 나선은하는 원반형으로 되어 있으며, 중심부에 막대가 있거나 없을 수 있습니다. 원반에는 나선팔이라고 부르는 곡선형의 구조가 있으며, 여기에는 새로운 별이 탄생하는 곳입니다. 불규칙은하는 정해진 모양이 없으며, 별들이 무질서하게 흩어져 있습니다. 우리은하는 막대나선은하에 속하며, 약 2조 개의 별을 포함하고 있습니다.
은하단이란?
은하단이란 서로 중력에 의해 속박된 수백 개에서 수천 개의 은하들로 구성된 구조입니다. 은하단은 우주에서 가장 큰 중력속박 천체로 알려져 있고, 초은하단이 발견되기 전인 1980년대까지 우주에서 가장 거대한 것으로 알려졌던 구조입니다. 은하단의 중요한 특징 중 하나는 은하단내부물질(ICM)이라고 부르는 은하 사이에 분포하는 고온의 플라스마입니다. ICM은 X-선을 방출하며, 은하단의 질량의 대부분을 차지합니다. 은하단은 산개성단과 같은 성단과는 혼동되지 말아야 합니다. 성단은 은하의 내부에 있는 별들의 구조로, 심지어 일반적으로 은하를 공전하는 구상성단도 그렇습니다. 보다 작은 은하들의 무리는 은하단보다는 은하군으로 불립니다. 은하군 및 은하단은 서로 모여 초은하단을 구성합니다.
은하와 은하단의 형성과 진화
은하와 은하단은 우주의 탄생 후 6억 년이 지났을 때부터 형성되기 시작했습니다. 초기 우주는 수소와 헬륨으로 가득했으며, 암흑 물질에 의해 불규칙한 밀도의 영역이 생겼습니다. 이 밀도의 차이가 중력 붕괴를 일으키며, 가스가 응집되어 별이 탄생했습니다. 이렇게 탄생한 별들은 서로 무리를 이루기 시작했으며, 이것이 바로 은하의 시초였습니다. 은하는 시간이 지남에 따라 다른 은하와 상호작용하거나 병합하면서 모양과 크기를 변화시켰습니다. 은하의 모양은 별의 생성률, 중심부의 초대질량 블랙홀의 유무, 주변 환경의 영향 등에 따라 결정됩니다. 은하단은 은하들이 중력적으로 서로 끌리면서 형성되었습니다. 은하단은 은하들이 충돌하거나 흡수하는 과정에서 에너지를 방출하며, ICM을 가열하고, 은하의 모양과 성질을 바꾸기도 합니다. 은하단은 우주의 대규모 구조를 이루는 기본 단위로, 우주의 질량 분포와 우주의 팽창에 영향을 줍니다.