우리 태양계는 은하계 내에서 벗아나지 못하고 공전하는가? 은하의 중심은 왜 밝은가?

  은하는 수많은 별들이 모여있는 별(항성)의 집단입니다.

  은하의 중심부는 많은 별과 가스가 밀집된 구상성단으로 되어 있고, 그 주변에 디스크 형태로 별들이 흩어져 공전을 하고 있습니다.

어떻게 이렇게 많은 별들이 흩어지지 않고 모여 있을 수 있을까요?

우리 태양계가 속해있은 은하는 나선형 은하로 그 크기가 10만 광년에 이르고 우리 태양계는 은하의 중심에서 약 3만 광년 떨어진 곳에서 공전을 하고 있다고 합니다.

태양계가 공전을 하면 원심력이 작용하여 밖으로 탈출하려 할 텐데, 은하의 궤도에서 계속 회전을 한다는 것은 은하 중심을 향해 구심력(만유인력)이 작용하고 있다는 것이죠.

이러한 강한 만유인력을 태양계에 작용하려면 어떤 종류의 천체여야 할까요?  아마도 우리 은하의 중심에는 엄청난 질량의 천체가 존재하고 있는 것은 아닐까요? 블랙홀 같은...

 

  150억년 전 우주에서는 엄청난 폭발이 있었습니다.  빅뱅!

폭발이 있은 후 찰라의 순간에 수천억도의 고온이 유지되었고 엄청난 수의 블랙홀이 존재하였다고 합니다. 그리고 많은 수의 작은 질량의 블랙홀은 주변의 천체를 빨아들여서 곧바로 사라졌다고 하네요. 

그리고 충분히 큰 블랙홀은 그 수명이 매우 길어서 150억년이 지난 지금도 존재할 수 있습니다.

 

  이런 블랙홀은 중력이 엄청나게 강해서 심지어 빛조차도 빨아 들입니다.

우리 인간이 물제의 존재를 인식하는 방법은 바로 물체에서 발생하거나 반사하는 빛을 눈의 시신경이 감지하여서 알게 됩니다. 

따라서 블랙홀은 직접 관찰할 수 없고 블랙홀 주변에서 일어나는 물리적 현상을 관찰하여서 간접적으로 그 존재를 알 수 있습니다.

블랙홀의 중력의 영향으로 빛이 탈출할 수 없는 경계를 '사건의 지평'이라고 하는데, 이 지평 밖에서도 천체 간에는 만유인력이 존재하고 이 인력으로 인하여 천체는 공전 궤도를 유지하면서 회전하고 있다. 

우리 은하의 중심에는 거대한 블랙홀이 있고 그 주변에 높은 밀도의 가스와 많은 항성이 밀집되어 있는 것으로 추정하고 있습니다.

 많은 항성에서 가시광선 영역의 빛을 방출하고 있어서 은하의 중심은 매우 밝은 것입니다.  그러면 은하의 중심에서는 가시광선만 나올까요?

다양한 파장대(적외선 부터 감마선 까지)의 빛이 방출되고 있다는 사실이 최근에 알려지고 있습니다.

  블랙홀의 인력에 영향을 받는 천체가 블랙홀의 인력에 끌려서 잡아 먹히는 천체가 많을 것으로 생각됩니다. 그러면 블랙홀에 빨려 들어가는 천체는 블랙홀의 '사건의 경계' 밖으로 엄청난 양의 광자를 방출하게되는데, 이 때 발생하는 광자는 에너지가 매우 높은 감마선을 방출한다고 하네요.