은하 2: 은하계(현대의 천문학 시리즈 5)

《현대의 천문학 시리즈》는…



관측 기술이 발달하여 인류가 볼 수 있는 우주가 크게 넓어짐에 따라 천문학은 놀라운 추세로 발전하고 있으며, 천문학에 대한 사람들의 관심 또한 급격히 높아지고 있다. 우주의 끝으로 나아가려는 인류의 끝없는 노력으로 인류의 시선은 현재 129억 광년 너머의 은하에까지 다다랐다. 이러한 시기에 천문학 연구의 최전선에 있는 연구자들이 천문학이나 우주에 관심이 있는 고등학생 정도의 수준이라면 누구나 이해할 수 있을 정도로 천문학의 기초를 설명하고 자신들의 최신 연구 성과를 보여주는 ≪현대의 천문학 시리즈≫(전 17권)를 번역 출간하게 되었다.

비록 일본 천문학 연구자들의 성과물이기는 해도 21세기 우주시대를 살아갈 청소년은 물론, 천체와 우주에 관심을 갖고 있는 모든 사람에게 빠르게 발전해 가는 천문학의 기초와 현재 그리고 미래를 알게 함으로써 천문학에 대한 이해를 높여줄 뿐만 아니라 앞으로 점점 더 치열해질 우주 연구에서 경쟁력을 높일 수 있는 이론적 토대가 되기에 전혀 손색이 없다고 판단했다.

이와 더불어 그동안 다소 미흡했던 천문학 분야에서 한?일간 학술 교류의 장을 마련하고 더불어 일본의 천문학 연구를 타산지석으로 삼아 우리나라 천문학 연구의 미래를 가늠해 보는 기회가 되었으면 하는 바람으로 전체 17권에 이르는 방대한 ≪현대의 천문학 시리즈≫의 번역, 출간하기로 결정하였다.

다소 전문적인 내용을 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 정확하고 충실한 번역을 하기 위해서 각 권별로 전문전공자 가운데 실무와 교육에 두루 경험이 풍부한 덕망 있는 분들이 번역을 맡았다. ≪현대의 천문학 시리즈≫는 천문학의 생생한 현재를 접하는 기회를 제공함은 물론, 우주를 향해 멋진 꿈을 키워 나가는 이들에게 작은 밑거름이 되었으면 한다.



우주의 구석구석까지 존재하는 은하를 이해하기 위한

은하계의 모든 것을 세밀하게 살펴보다!



인류가 살고 있는 지구는 수많은 은하계 가운데 우리은하계에 속한 무수한 별 가운데 하나이다. 이처럼 우주에는 크기가 10만 광년쯤 되고 약 1000억 개의 별을 품고 있는 은하가 1000억 개 정도 존재한다. 이 은하들은 100억 년이 넘는 긴 시간 동안 은하단이나 우주의 대규모 구조를 형성하면서 진화해 왔다.

《현대의 천문학 시리즈》의 은하의 구조와 형성 그리고 진화를 우주의 역사와 연결하여 설명한 제4권 '은하 I _은하와 우주의 계층구조'에 이번에 출간한 제5권 ?은하 II _은하계?는 가까운 거리에 있는 대표적인 소용돌이은하인 우리은하계를 다룬다.

우리는 온갖 다양한 전등 빛으로 밤에도 대낮처럼 환한 도시에서 생활하는 데 익숙해 있다. 몇십 년 전만 해도 구름 한 점 없는 맑은 날, 전등 빛을 피해 어두운 곳으로 찾아가 밤하늘을 올려다보면 무수히 많은 별이 반짝이고 있고, 희뿌연 은하수가 하늘을 가로지른 모습을 볼 수 있었다. 하지만 지금은 빛의 공해와 오염이 없는 그야말로 청정한 지역에서나 볼 수 있는 광경이 되고 말았다. 아무튼 현대에 이르러 인류는 희뿌연 은하수가 사실은 수많은 별들이 원반 모양으로 모여 있는 은하계이고, 태양은 그 원반의 바깥쪽 언저리에 존재하는 자그마한 보통 별이며, 밝게 보이는 별들은 태양 가까이에 있는 이웃 별이라는 사실을 알게 되었다. 관측장비의 성능이 비약적으로 발전함에 따라 성운이라고 부르던 천체의 일부는 상대적으로 가까이 있는 또 다른 은하계이며, 우주에는 셀 수 없을 정도로 많은 다른 은하계가 존재한다는 사실 또한 발견하였다.

이러한 배경에서 '은하 II _은하계'는 인류가 별을 더 자세히, 더 많이 관측하게 되면서 별 그 자체뿐만 아니라 별의 대집단인 은하계를, 나아가 우주를 어떻게 인식하였으며 그 인식이 어떻게 발전해 왔는지를 안내하고 있다. 역사적으로 오랫동안 가시광에 의존하는 관측이 이루어졌지만, 여러 천체들이 그 물리적인 상태에 따라 전파, 적외선, 자외선, 엑스선, 감마선 등 제각기 다른 파장대의 빛을 내기 때문에 많은 제약이 있었다. 따라서 그 전모를 빠짐없이 관측하기 위하여 끊임없이 관측장비를 개발하였고, 마침내 지구 대기가 흡수해 버리는 파장대를 관측하기 위해 인공위성 우주 망원경까지 발명하기에 이르렀다. 관측장비의 발달로 보다 더 다양한 관측이 이루어졌고, 나날이 새로워지는 관측량과 이를 물리적으로 또 논리적으로 설명하려는 이론이 등장하여 인류의 우주관을 변혁해 왔으며, 점점 더 정밀한 이론으로 자리 잡아가고 있다.

이 책의 I부에서는 우리은하계의 구조와 운동, 질량, 자기장, 암흑물질 등 현재까지 알아낸 여러 실마리들을 정리하고, 우리은하계가 어떻게 형성되었는지, 어떻게 진화해 왔는지, 그리고 우리은하계의 중심에 있는 거대한 블랙홀의 특이현상 등의 연구 선단을 소개한다.

II부에서는 안드로메다은하 등 우리은하계가 속한 국부은하군에 대해서 상세히 알아보고, 왜소은하와 대소 마젤란 성운의 특징과 더불어, 최근에 발견한 마젤란운류, 고속도 HI 운雲 등에서 은하계와의 상호작용을 독자들이 이해할 수 있도록 세세하게 해설한다.

III부에서는 수많은 별의 집단인 은하를 어떤 질량분포의 항성계 또는 유체로 근사하여 은하의 모양과 구조를 연구하는지 그 방법을 소개하고, 소용돌이은하의 소용돌이 팔 구조를 설명하기 위한 밀도파 이론과 별 생성을 설명하는 충격파 이론에 대해 간략히 소개한다.

시리즈를 발간하며

머리말



제Ⅰ부 은하계

제1장 은하계 훑어보기

1.1 은하계와 은하의 발견/ 1.2 여러 파장에서 본 은하계/ 1.3 기본적인 관측량/ 1.4 은하계로서의 은하

제2장 은하계의 구조

2.1 은하계의 구성 성분/ 2.2 은하계의 운동/ 2.3 은하계의 3차원 구조/ 2.4 은하계의 질량분포와 암흑물질/

2.5 은하계의 자기장 구조

제3장 은하계의 중심

3.1 전파로 본 은하 중심/ 3.2 적외선으로 본 은하 중심/ 3.3 X선, 감마선으로 본 은하 중심/

3.3 성간물질의 순환과 중원소 오염/ 3.4 은하 중심의 동역학/ 3.5 중심핵

제4장 은하계의 형성과 진화

4.1 은하 형성의 묘사/ 4.2 별의 종족과 나이, 금속 함량/ 4.3 은하계의 구조 형성/ 4.4 은하계의 화학진화



제Ⅱ부 국부은하군과 구성 은하

제5장 국부은하군과 구성 은하

5.1 국부은하군이란/ 5.2 국부은하군의 공간분포와 동역학/ 5.3 국부은하군의 주요 구성 은하/ 5.4 국부은하군의 미래

제6장 왜소은하

6.1 왜소은하의 성질/ 6.2 왜소은하의 동역학/ 6.3 왜소은하의 형성과 진화

제7장 마젤란성운

7.1 대소 마젤란성운/ 7.2 마젤란성운의 성간물질/ 7.3 별 형성, 스타버스트, 30 Dor/

7.4 마젤란성운의 역학, 막대 구조, 암흑물질/ 7.5 마젤란운류, 고속도 HI 운/ 7.6 은하계와의 상호작용/

7.7 마젤란성운과 국부은하군



제Ⅲ부 은하계와 은하의 동역학

제8장 중력 퍼텐셜 이론과 항성계 역학

8.1 중력 퍼텐셜 이론과 은하의 형상/ 8.2 항성계 역학/ 8.3 역학 평형/ 8.4 은하의 구조와 운동의 유체 근사/

8.5 진스 방정식과 비리얼 정리/ 8.6 동역학

제9장 소용돌이 구조론

9.1 은하의 소용돌이 구조론: 밀도파 이론/ 9.2 소용돌이 팔의 발생과 성장/ 9.3 은하 충격파 이론/

9.4 소용돌이 팔 이론의 수치적 검증



참고문헌