타원형(橢圓形, elliptical) 은하

이름 그대로 은하 전체의 형태가 타원형으로 생긴 것인데 공과 같이 거의 둥근 것으로부터 긴 지름이 짧은 지름의 배 이상 되는 것까지 여러 가지 형태가 있으며 크기도 1조 개 이상의 별을 가진 매우 큰 것부터 아주 작은 것까지 다양하다.

일반 나선형(螺旋形, normal spiral) 은하

일반 나선형 은하의 은하 중심부(bulge)는 두터운 공의 형태이고 그 가운데에 거대 블랙홀을 가진 은하핵(銀河核, galactic nucleus)이 있으며 변두리부분은 엷은 원반 모양의 은하판(銀河板, galactic plane)으로 되어 있어 바깥쪽에서 보면 거대한 달걀프라이와 비슷하다. 그리고 은하판에는 은하 중심부로부터 바깥쪽으로 감긴 나선 팔(spiral arms)이라는 밝은 별 꼬리를 가지고 있다. 그러나 나선 팔들 사이에 별들이 없는 것은 아니고 단지 나선 팔의 별들이 더 젊고 무거워 다른 곳들보다 더 밝게 보이는 것뿐이다. 은하 중심부는 대부분의 구상성단과 약간의 산개성단으로 이루어져 있고 따라서 주로 오래 된 별들이 차지하고 있으며 가스나 먼지는 거의 없다. 그러나 은하판 내의 나선형 팔은 주로 산개성단으로 이루어져 있고 구상성단은 그리 많지 않아 주로 젊거나 어린 별들이 자리 잡고 있으며 가스와 티끌을 포함하고 있다. 그리고 나선 팔 끝부분에는 이온화된 수소(H+)와 먼지로 된 구름들이 자리하고 있어 이들이 나선형 밀도파와 충돌하면서 끊임없이 수많은 별들을 생성하는 별들의 아기방(stellar nursery) 역할을 한다. 은하판 내의 모든 별들은 가스나 티끌과 함께 은하 중심부를 축으로 회전하지만 그들의 움직임은 서로 묶여져 있지 않고 각자 독립적이며 중심 쪽에 있는 별들이 바깥쪽의 별들보다 빨리 움직인다. 보통 은하판 전체를 구상성단들이 둘러싸게 되는데 이것을 후광(後光, 헤일로/halo)이라고 한다. 그리고 이러한 은하 전체를 암흑물질로 이루어 진 암흑후광(暗黑後光, dark halo)이 둘러싸고 있다.

막대 나선형(barred spiral) 은하

막대 나선형 은하는 다른 부분은 일반 나선형 은하와 똑 같으나 은하 중심부가 둥근 공 모양이 아니라 막대 모양으로 생긴 은하이다.

불규칙(不規則, irregular) 은하

타원형도 아니고 나선형도 아니며 어떤 특정 형태라고 이름 붙이기 어려운 모습의 은하도 있는데 이들을 통 털어 불규칙 은하라고 한다.

암흑(暗黑, dark) 은하

은하의 내부를 관측할 수 없어 그 안에 무엇이 있는지 알 수 없으나 암흑물질로 이루어 져 있을 것으로 예상되는 은하를 암흑 은하라고 한다.

나체(裸體, nude) 은하

일반적으로 은하들은 암흑후광을 비롯한 후광으로 둘러싸여 있는데 후광이 전혀 없는 은하를 나체은하라고 한다.

은하군(銀河群, group of galaxies), 은하단(銀河團, cluster of galaxies), 초은하단(超銀河團, supercluster of galaxies)

별들이 은하를 이루면서 모여 있는 것처럼 은하들도 우주공간에 골고루 퍼져있는 것이 아니라 군데군데 무리를 지어 있게 되는데 수십 개의 은하가 집중적으로 모여 있는 것을 은하군이라고 하며 크기는 수백만 광년에 달한다. 이들 은하군이 모여 수백 개 내지 수천 개의 은하가 무리를 이룬 것을 은하단이라고 하며 은하단의 크기는 1천만 광년 정도이다. 그리고 은하단들이 모여 있는 것을 초은하단이라고 하는데 그 크기는 수천만 광년에 달하며 이들 초은하단이 모여 우주를 형성하게 된다. 또 은하군 내의 일부 은하들의 무리를 국부은하군(局部銀河群, local group of galaxies)이라고 한다.

은하들의 충돌

은하들은 은하군이나 은하단을 이루며 모여 있기 때문에 은하 사이의 거리는 우리에게는 매우 먼 것처럼 보이지만 우주의 규모에 비하면 실제로는 매우 가까운 것이다. 그래서 은하들은 이웃 은하의 질량이나 거리에 따라서 중력의 상호작용에 의하여 급격히 충돌하기도 하고 서서히 합쳐지기도 한다. 그러나 은하들의 관성 때문에 충돌이 한 번에 마무리되지는 않고 어느 정도 서로 지나쳤다가 다시 돌아서기를 반복하면서 최소한 두 번 이상의 충돌을 일으키게 된다. 은하와 은하가 충돌한다고 해서 꼭 별들이 충돌하는 것은 아니고 중력의 상호작용이 주가 되는 것이다.

큰 은하와 작은 은하가 충돌을 일으키게 되면 작은 은하는 큰 은하의 주변에 고리모양을 형성하면서 위성은하(衛星銀河, satellite galaxy 또는 동반은하/同伴銀河, companion galaxy)로 잡혀 있다가 큰 은하에 흡수되어 버린다. 그리고 한 동안은 두 개의 핵, 즉 블랙홀을 가진 은하로 남아 있겠지만 이들도 결국은 합쳐지고 이러한 충돌과정에서 수많은 새로운 별들을 탄생시켜 완전한 하나의 새로운 은하를 형성하게 될 것이다. 충돌하는 두 은하의 차이가 클 때에는 충돌 후에도 큰 은하가 작은 은하를 흡수하면서 큰 은하의 형태가 어느 정도 유지될 수 있지만 둘이 비슷한 경우에는 거대한 타원형 은하나 불규칙 은하가 되는 것이 보통이다. 그러나 타원형 은하끼리 충돌하여 나선형 은하가 되기도 한다.

[임성빈 교수의 ‘빛의 환타지아’]