우리은하 천문학
국부 은하군에 있는 막대 나선 은하인 은하수는 중심을 중심으로 회전하는 우리의 태양계를 포함하고 있습니다. 질량의
공유된 중심을 중심으로 회전하는 우리의 은하수는 모두 중력적으로 서로 결합된 가스, 먼지, 별, 그리고 암흑 물질로 구성
되어 있습니다. 태양계가 나선팔로 채워진 외부에 위치하고 있기 때문에 지구에서 우리 은하수를 보는 것은 성간 먼지로
인해 막힙니다. 우리 은하 중심은 막대를 닮은 볼록한 부분 때문에 큰 블랙홀을 포함하고 있다고 널리 알려져 있습니다.
은하 중심에서 바깥쪽으로 나선형으로 된 네 개의 나선팔이 있습니다. 항성 모집단 I의 젊은 별들은 금속이 풍부하기 때문에 나선팔에서 태어났습니다. 주로 오래된 항성 모집단 II 별들과 촘촘하게 뭉쳐진 구형의 은하 후광이 은하 원반을 둘러
싸고 있습니다.
별들은 가스와 먼지로 구성된 성간매개체에 의해 분리됩니다. 별들은 성간 물질의 밀도가 높은 지역에서 탄생하며, 수소와 다른 원소들의 분자 구름이 형성됩니다. 두껍고 어두운 분자 구름의 성운에서 시작하여, 원시별들은 이 별들이 붕괴하고
압축될 때 형성됩니다.
발광 가스와 플라즈마의 H II 영역은 높은 질량의 별 형성 주위에서 발달합니다. 거대한 별들은 그들의 뒤에서 성간 먼지를 흩뜨리는 초신성 폭발로 죽기 전에 강한 항성풍을 방출합니다. 열린 성단은 때때로 형성될 수 있지만, 그 안의 별들은 점차 분산되고 우리 은하의 항성 개체군과 합쳐집니다. 운동학적 연구에 따르면 은하수와 다른 은하계에서 관측 가능한 것보다 더 많은 질량이 있습니다. 질량은 있지만 빛을 만들어내지 않는 암흑 물질은 후광의 형태로 우주 물질의 대부분을 차지하는 것처럼 보이지만 아직 이름이 붙여지지 않았습니다.
외부은하 천문학
외부은하 천문학은 은하계 내에서 발견되지 않는 천체 및 현상에 대한 연구입니다. 주로 은하의 생성 및 발전, 외부 은하, 활성 은하, 은하단 및 은하군의 형태 및 분류뿐만 아니라 이러한 물체로 구성된 우주의 방대한 구조를 조사합니다.
대부분의 은하는 모양에 따라 타원형, 나선형, 불규칙형의 세 가지 범주 중 하나로 분류됩니다. 타원형 은하는 이름에서
알 수 있듯이 하늘에 투영될 때 타원형을 갖는 것으로 보이는 은하입니다. 타원형 은하에는 새로 형성된 별이 더 적고, 무작위의 궤도에서 움직이고, 최소한의 성간 물질을 가지고 있으며, 더 일반적인 별들이 있습니다.
타원형 은하는 여러 은하의 병합으로 생성되었다고 믿어지며 주로 은하단의 중심에서 보입니다. 나선 은하는 나선팔과
중앙 돌기(또는 막대)가 있는 평평하고 회전하는 원반과 유사합니다. 별은 종종 파란색이고 성간 물질이 풍부한 나선팔에서 유래합니다. 주로 오래된 별들의 후광이 나선 은하를 둘러싸고 있습니다. 은하수와 안드로메다 은하와 같은 나선 은하는 예를 들어 불규칙 은하로 알려져 있습니다. 규칙적인 모양이 없고 나선형 또는 타원형 은하로 분류할 수 없는 은하는 이러한 비대칭 형태 때문입니다.
활성 은하는 그것들이 방출하는 에너지의 대부분이 별, 먼지 또는 성간 물질(은하 중심 근처의 블랙홀)을 제외한 다른 근원에서 유래하는 것입니다. 강착 원반이 있는 이 초거대 블랙홀은 활성 은하 핵을 나타내는 것으로 가정됩니다. 시퍼트 은하, 퀘이사, 블레이저 및 전파 은하는 활성 은하의 예입니다. 우주에서 가장 밝은 물체 중 하나인 전파 은하는 일반적인 은하와 대조적으로 전파로부터 극도로 강력한 빛을 방출합니다.
이 분리된 은하들의 결합으로부터 발생하는 구조는 우주 거시 구조라고 알려져 있습니다. 우주의 거대한 구조의 형성은
계층적인 방식으로 발생합니다: 은하들은 모여 은하단을 형성하고, 이 클러스터들은 은하단을 생성하고, 마침내 초은하단이 생성됩니다. 이 거대한 그룹들은 다시 한번 필라멘트 구조와 공극에 의해 이격됩니다.
우주론
물리우주론은 우주의 생성과 진화를 포함한 근본적인 문제들을 조사하는 분야입니다. 우주 거시 구조, 우주 거대파 배경, 빅뱅 핵합성, 암흑 물질, 암흑 에너지 등이 모두 우주론적 탐구의 주제입니다. 우주론의 기초가 되는 빅뱅 이론은 우주가 대략 137억 년 전에 시공간의 특정 위치에서 시작되어 그 이후로 확장되고 있다고 주장합니다. 1965년 우주 마이크로파 배경이 발견되면서 빅뱅 이론은 널리 받아들여졌습니다.
우주가 팽창하면서 겪는 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 우주는 빅뱅 직후 인플레이션이라고 알려진 급격한 지수적 팽창을 겪었을 것으로 추정되며, 이는 현재 관찰되고 있는 것처럼 균일하고 등방성인 우주를 만들었다고 생각됩니다.
우주가 급속도로 팽창한 후 중수소와 헬륨과 같은 기본적인 요소들이 생성되었는데, 우주를 구성하는 물질들(바리온)의
대부분이 생성되는 이 과정을 빅뱅 핵합성 또는 원시 핵합성이라고 합니다. 중성 원자는 우주가 냉각되고 팽창할 때 처음
으로 생성되며, 빛이 하전된 전자에 의해 방해받지 않고 우주를 통해 이동할 수 있게 해줍니다. 우주 마이크로파 배경은
이때 생성된 빛입니다. 그러나 빛을 방출할 수 있는 별들이 아직 태어나지 않았기 때문에 그 이후의 시기는 우주의 암흑기로 알려져 있습니다.
천체는 우주에 존재하는 작은 밀도 변화로부터 처음으로 발전하기 시작했습니다. 물질이 밀집된 지역에 모이면서 거대한 가스 덩어리가 형성되는데, 이것이 첫 번째 별(인구 III 별)이 탄생하는 방법입니다. 이 별들은 무거운 원소를 생성하기 위해 핵융합을 거치고, 그 뒤에 오는 빛은 주변의 가스를 이온화하여 재이온화라고 알려진 과정을 시작합니다.
우주의 거시적 구조는 은하군과 은하단과 같은 더 큰 구조로 구성되어 있는데, 이는 은하가 처음에 별들의 중력 끌림에
의해 형성될 때 생성됩니다. 이 우주론의 주요 구성 요소는 소위 암흑 물질과 암흑 에너지로, 이들은 모두 우주의 96%를
차지한다고 믿어집니다. 그러나 현대 우주론과 천문학에서 가장 중요한 풀리지 않은 질문 중 하나는 암흑 물질과 암흑 에너지가 실제로 무엇인가 하는 것입니다.