은하적 맥락

11. 은하적 맥락

 

 우리 은하계는 약 2천억 개의 별이 모여 있으며, 폭이 약 10만 광년인 막대 나선은하인 우리은하 내에 자리하고 있다. 우리 태양은 오리온 팔로 불리는 은하 바깥쪽 나선팔 내에 있다. 태양은 은하핵으로부터 25,000~28,000 광년 떨어진 거리에 놓여 있으며 초당 220Km의 속도로 공전하고 있다. 이 속도라면 태양이 은하 중심핵을 1회 도는데 2억 2,500만~2억 5,000만 년이 걸린다. 이처럼 은하 중심을 1회 도는 시간을 "태양계의 은하년"이라고 한다. 태양향점은 허큘리스 자리 근처로 밝은 별 베가의 현재 위치 방향이다.

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 은하 내 태양계의 위치는 지구에서 생명체가 태어나서 진화하는 데 중요한 요인 되었을 것이다. 은하핵을 중심으로 하는 태양계의 궤도 모양은 원에 가까우며, 나선팔과 비슷한 속도로 중심부를 돌고 있다. 이는 태양계가 위험스러운 초신성의 폭발이 잦은 나선팔을 잘 통과하지 않는다는 의미로 지구는 오랜 시간 동안 생명체의 진화가 안정적으로 이루어질 시간을 확보할 수 있었다. 또한 태양계는 항성이 우글거리는 은하 중심부로부터 충분히 멀리 떨어져 있다. 은하 중심부는 근처 항성이 중력적으로 서로 끌어당기기 쉽기 때문에, 오르트 구름과 같은 작은 천체의 궤도를 흔들고, 그들이 내행성을 향해 낙하하여, 생명체의 전멸을 가져올 수 있는 충돌 사건을 일으킬 확률을 높일 것이다. 또한 은하 중심부에서 나오는 강렬한 복사 에너지는 복잡한 형태의 생명체가 진화하는데 걸림돌로 작용할 것이다. 심지어 일부 과학자는 지구의 현재 위치는 안전한 곳이 아니며, 태양계 근처에서 그리 오래되지 않은 과거에 초신성이 폭발하여 방사능이 함유된 먼지 입자와 그 보다 조금 더 큰 혜성과 비슷한 물질이 지구를 향해 분출되었고, 이 물질은 지난 35,000년 동안 지구 생명체에 부정적인 영향을 가져왔다는 가설을 주장하기도 한다.

 

 

11 - 1 이웃 항성계

 

 우리 태양계와 바로 닿아 있는 이웃을 국부 성간 구름으로 부르고 있다. 이곳은 국부 거품으로 알려진, 짙거나 성긴 성간 구름이 펼쳐진 영역이다. 국부 성간 구름의 폭은 약 300광년이며, 허리가 잘록한 모래시계처럼 생겼다. 거품은 그리 오래 되지 않은 과거 초신성 여러 개가 폭발했었다는 증거가 되는데 높은 온도의 플라스마로 가득 차 있다.

 

 태양으로부터 10광년 이내 범위에는 이웃 별들이 별로 없다. 가장 가까운 이웃 별은 센타우루스자리 프록시마로 태양으로부터 4.2광년 떨어져 있고, 중력으로 프록시마와 연결되어 있을 것이라 추측하는 센타우루스 자리 알파 A, B 항성계가 4.4광년 거리에 있다.(이런 이유 때문에 프록시마를 센타우루스 자리 알파 C로 부르기도 한다) A와 B는 가까이 연결되어 있는 쌍성으로 태양과 비슷하고, 프록시마는 적색왜성을 매우 어둡다. 그다음으로 태양과 가까운 항성은 적색왜성 바너드 별(5.9광년), 울프 359(7.8광년), 랄랑드 21185(8.3광년)이다. 10광년 이내에서 가장 밝고 무거운 이웃 별은 8.6광년 떨어진 시리우스로, 질량이 태양의 2배로 구성된 루이텐 726-8(8.7광년), 홀로 있는 적색왜성 로스 154(9.7광년)가 있다. 태양처럼 홀로 있으면서 비슷한 G형 주계열성 중 가장 가까운 별은 고래자리 타우로 11.9광년 떨어져 있다. 이 별의 질량은 태양의 80%이고, 밝기는 60% 정도이다. 태양으로부터 가장 가까운 외계 행성은 태양보다 어둡고 가벼운 K형 항성 에리다누스 자리 엡실론을 돌고 있으며, 10.5광년 떨어져 있다. 엡실론 주위에는 한 개의 행성 에리다누스 자리 엡실론 b가 존재가 확인되었는데, b의 질량은 목성의 1.5배이고 어머니 항성을 60년에 한 바퀴 돈다.

 

 

11 - 2 외계 행성계

 

 우리 태양계와 마찬가지로 다른 항성 주위에도 행성계가 형성되어 있다. 이들 행성계를 구성하는 외계행성(태양계 밖에 존재하는 행성)은 1990년대 부터 발견되기 시작하여, 2013년 4월 기준으로 880개가 넘은 행성이 발견되고 있다. 지금까지 발견된 대부분의 외계 행성은 목성과 비슷하거나, 그 이상의 질량을 갖고 있다. 게자리 55는 최소 5개의 행성을 거느리고 있고, 이 외에도 많은 항성이 2개 이상의 행성을 갖고 있다. 지구형 행성은 질량 작기 때문에 발견된 사례가 드물지만 관측 기술이 정교해지면서 지속적으로 발견될 것이다.