은하계란?

맨눈으로 보면, 밤하늘은 온통 별들로 가득 차 있다.

특히 어느 한곳에 별이 많이 몰려 있거나 띄엄띄엄 떨어진 곳도 없다.

여기서 우리는 별들이 우리 주위에 모든 방향으로 똑같이 분포되어 있다는 결론을 내릴 수 있다.

나아가, 전체 별의 모임은 어떤 모양을 하고 있을 것이라 추측할 수 있고, 또한 그것이 공 모양일 것이라는 생각도 할 수 있다.

어느 정도 크기를 가진 모든 천체는 거의가 다 공 모양을 하고 있기 때문이다.

우주라 해서 특별히 공 모양이 아닐 이유가 있겠는가?

우리가 맨눈으로 볼 수 있는 별은 고작 6,000개이며, 그 별들은 모두 우리 주위에서 밝게 빛난다.

망원경으로 보면 어떻게 보일까?

틀림없이 훨씬 많은 별이 보일 것이다.

그리고 은하수를 제외 하고는, 맨눈으로 볼 때와 마찬가지로 별들이 모든 방향으로 똑같이 분포해 있는 것을 보게 될 것이다.

은하수는 맨눈으로 보면 희미한 띠처럼 보인다.

 

그러면 은하수의 진짜 정체는 무엇일까?

 

은하수의 정체를 처음으로 밝힌 사람은 그리스의 철학자 데모크리토스였다.

데모크리토스는 기원전 440년경, 은하수가 맨눈으로는 하나씩 보이지 않는 작고 희미한 별들의 모임이라고 주장했다.

별들이 아주 작고 희미한데다 그 수가 너무 많아 뿌옇게 보인다는 것이었다.

물론 당시에는 아무도 이 말을 믿지 않았지만 아주 정확한 생각이었다.

1609년, 갈릴레이는 망원경으로 밤하늘을 관찰하여 은하수가 수많은 별들의 모임이라는 것을 확인함으로써 데모크리토스의 말을 입증하였다.

 

그렇다면, 별은 도대체 몇 개나 될까?

 

사람들은 밤하늘을 보면서 별들이 셀 수 없이 많다고 하지만, 맨눈으로 볼 수 있는 별은 고작 6,000개에 불과하다.

물론, 망원경을 이용하면 훨씬 많은 별을 볼 수 있다.

사실, 별은 은하수 방향으로는 빽빽이 밀집돼 있지만, 다른 방향으로는 상대적으로 그 수가 적다.

이것은 우리 주위의 별들이 공 모양을 하고 있다는 설명이 틀렸음을 뜻한다.

만일 공 모양이라면, 별들은 모든 방향으로 은하수처럼 분포해 있어야 한다.

그럴 경우, 하늘 전체는 은하수처럼 밝아질 것이다.

먼 곳의 별들이 하늘에 뿌연 배경을 만들고, 가까운 별들이 그 앞에서 반짝일 것이기 때문이다.

별들이 커다란 공 모양이 아니라 은하수 방향으로만 더 멀리까지 뻗어 있는 모양을 상상해 보자.

그 경우, 은하수의 모양으로 보건대 별 전체의 모임은 볼록 렌즈나 햄버거 모양을 하고 있을 가능성이 크다.

이러한 볼록 렌즈 모양의 별의 모임을 우리는 '은하계(Galaxy)'라고 한다.

만약 은하계가 렌즈 모양을 하고 있다면, 그 모양은 장축 쪽으로 심하게 찌그러져 있어야 한다.

그리고 우리가 볼 때, 은하수 방향으로는 엄청나게 많은 별이 보이고 은하수에서 멀어져 갈수록 별이 적어져야 한다.

이 문제를 풀기 위해, 윌리엄 허셜은 별을 세는 일에 착수했다.

하지만 아무리 시간이 많은 사람도 모든 별을 다 셀 수는 없다.

그래서 허셜은 하늘 전체에서 임의로 683개의 작은 구역을 설정하고, 망원경으로 각 구역의 별의 수를 세어 나갔다.

허셜은 각 구역의 별을 조사한 결과, 어디서나 은하수 쪽으로 갈수록 별의 수가 점점 많아지는 것을 확인했다.

그리고 산출된 별의 수에서 은하계를 구성하는 전체 별의 수는 물론 은하계의 크기까지도 추측할 수 있었다.

1785년, 허셜은 은하계의 장축의 길이가 태양과 시리우스 간의 거리의 800배 정도이고, 단축은 150배 정도라고 연구 결과를 공표했다.

그후 50년이 지난 뒤 시리우스까지의 거리가 밝혀지면서, 허셜이 은하계의 장축을 8,000광년, 단축을 1,500광년 정도로 잡았다는 것이 확인되었다.

허셜은 또 은하계를 이루는 별을 8억 개 정도로 추산했다.

이후 천문학자들은 허셜의 것보다 우수한 장비와 기술을 동원하여 은하계를 조사한 결과, 허셜의 생각보다 은하계의 규모가 훨씬 크다는 것을 알아냈다.

 

오늘날 은하계는 그 장축이 적어도 10만 광년이고, 약 2천억 개의 별로 이루어진 것으로 밝혀졌다.