user: 은하수가 뭐야?

gpt: **은하수**는 태양계가 속해있는 은하이다. 국부은하군의 일부인 막대 나선 은하로, 우주에 있는 약 2조개의 은하 가운데 하나이다. 고유어로는 **미리내**, 한자로는 **은한**, **운한**, **우한**이라고도 한다.

user: 구성성분과 구조는?

gpt: 은하수의 중심부는 막대모양이고, 그 주위는 가스와 먼지, 그리고 바깥쪽으로 네 개의 뚜렷한 나선 팔 구조를 이루는 별들로 뒤덮여있다. 이는 허블 분류에서 팔이 비교적 헐겁게 감긴 나선은하인 Sbc와 거의 유사하다. 천문학자들은 1990년대에 은하수가 보통의 나선은하가 아니라 막대나선은하라고 처음 의심하기 시작했다. 그들의 생각은 2005년, 은하의 중심 막대가 이전에 생각했던 것보다 더 크다는 것을 보여준 스피처 우주 망원경 관측에 의해 증명되었다.

은하수의 질량은 측정방법과 사용된 데이터에 따라 차이가 난다. 최근의 측정결과 은하수의 질량은 안드로메다은하보다 약간 더 작게, 태양의 질량의 5.8 × 1011배로 나왔다.

또 VLBA로 관측한 결과, 은하수 가장자리의 별들이 이전에 알려졌던 220&nbsp;km/s 보다 더 빠른 254&nbsp;km/s의 속도를 갖는다는 것을 알아냈다. 궤도속도가 에워싸인 질량에 의존하기 때문에, 이것은 은하수가 더 거대하고, 태양 질량의 7 × 1011 배인 안드로메다은하와 거의 질량이 같음을 의미한다.
은하 질량의 대부분은 암흑물질이 차지한다. 이 암흑물질들은 은하의 중심에서 100kiloparsecs 넘도록 비교적 균등하게 뻗어있는 암흑물질헤일로를 이룬다.

전체 은하의 총질량은 태양 질량의 6천억에서 1조배 사이이고, 2천억에서 4천억개의 별들이 포함되어있는 것으로 추정된다. 또 그것들이 모두 합쳐진 완전한 실시등급은 -20.9등급으로 생각된다.

## 은하의 중심
은하의 중심에서 바깥쪽으로 돌출된 은하의 원반은 70,000에서 100,000광년 사이의 지름을 갖는다. 예전에는 태양이 중심부에서 35,000광년만큼 떨어져있을 수 있다고 생각했으나, 현재에는 태양에서 은하 중심까지의 거리를 26,000 ± 1,400광년으로 본다.

은하의 중심은 매우 큰 질량의 조밀한 물질들로 되어있으며 초대질량 블랙홀을 지니고 있다. 대부분의 은하들이 중심부에 초대질량 블랙홀을 가진다.

은하의 막대는 약 27,000광년 길이이고, 태양과 은하의 중심을 잇는 선에 44 ± 10°의 각도로 중심을 지난다. 그리고 주로 나이든 붉은 별들로 이루어져있다.

## 나선 팔
각 나선 팔은 약 12pitch의 로그나사선 형태를 그린다. 최근까지 은하 중심 부근에서 시작하는 주요 나선 팔이 네 개있다고 알려졌었다. 네 개의 팔들의 이름은 위 쪽 그림을 근거로, 표에 나온 것과 같다. 그런데 2008년, Wisconsin-Whitewater 대학의 Robert Benjamin의 관측 결과에 따르면 우리은하는 2개의 주요 팔을 가지고 있었다. 나머지는 작거나 부가적인 팔이다. 이것은 우리은하가 NGC 1365와 비슷한 모양임을 의미한다.

주요 나선 팔의 바깥쪽은 외뿔소자리 고리이다. 이것은 천문학자 Brian Yanny와 Heidi Jo Newberg에 의해 제안되었으며, 수십억 년 전에 다른 은하들로부터 뜯어져 나온 가스와 별들로 이루어진 고리이다.

우리은하에서 질량의 분배는 역시 전형적이어서 대부분의 별들의 궤도 속도는 중심에서부터의 거리에 많이 의존하지 않는다. 중심 돌출부나 바깥의 가장자리에서 떨어진, 일반적인 별들의 속도는 210~240&nbsp;km/s 사이이다. 이런 이유로 보통의 별의 궤도 주기는 오직 지나는 길의 길이에 정비례한다. 이것은 태양계 안에서와는 사뭇 다른 상황이다. 태양계에서는 이체의 중력역학이 지배하고 서로 다른 궤도가 그것들과 관련되어 상당히 다른 속도를 가질 것으로 기대된다. 이 차이점은 암흑물질의 존재에 대한 중요한 증거 중 하나이다.

또 다른 흥미로운 양상은 나선팔의 "wind-up problem"라 불리는 것이다. 만약 팔의 안쪽 부분이 바깥 부분보다 더 빠르게 회전한다면, 은하는 소용돌이쳐서 나선 구조가 옅어질 것이다. 그러나 이것은 나선 은하에서 관측되는 것과 다르다. 대신, 천문학자들은 나선 패턴이 은하 중심에서 나오는 밀도 파동이라고 말한다. 이것은 차들이 모두 움직이지만 항상 늦게 움직이는 차들의 지역이 있는, 고속도로에서의 교통체증과 비교될 수 있다. 이 모델은 또한 나선 팔 안이나 그 근처의 강화된 별들에 동의하는데, 압축파가 분자 수소의 밀도를 증가시키고, 그 결과 원시성들이 생긴다.

## 헤일로
은하의 원반은 나이든 별들과 구상성단으로 된 회전타원체 헤일로로 둘러싸여있다. 회전타원체 헤일로의 90%는 100,000광년 이내에 있고, 헤일로 지름은 200,000광년이다. 그러나 PAL 4나 AM1 같은 몇몇 구상성단은 은하 중심에서 200,000광년 보다 더 떨어진 먼 곳에서 발견된다. 이 성단들의 약 40%는 우리 은하 회전의 반대 방향으로 움직이는 역행궤도에 있다. 구상성단은 행성의 타원궤도와 대조적으로, 은하에 대해 장미 궤도를 따를 수 있다.

원반이 어떤 파장에서 시야를 보기 어렵게 하는 가스와 먼지를 함유하는 반면, 회전타원체 구성물은 그렇지 않다. 활동적인 별의 형성은 원반, 특히 고밀도 지역인 나선 팔 안에서 잘 일어난다. 하지만 헤일로 안에서는 일어나지 않는다. 산개성단 또한 원반에서 주로 발생한다.
최근의 발견들은 우리은하계의 구조에 대한 지식을 더한다. 안드로메다은하의 원반이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 멀리 뻗어있다는 발견과 함께, 우리은하의 원반도 더 멀리까지 뻗어있을 수 있다는 가능성이 제기되었다. 그리고 이것은 최근 백조 팔 바깥의 연장된 팔을 발견함으로써 뒷받침되었다. 궁수자리 왜소 타원은하의 발견과 함께, 그것과 우리은하와의 상호작용으로 생성된 은하 파편의 띠를 발견하였다. 유사하게, 큰개자리 왜소 은하의 발견과 함께, 우리은하와의 상호작용으로 만들어진 은하 파편의 고리가 은하 원반을 둘러싼다는 것을 알아냈다.

## 태양계의 위치와 주변
태양계는 은하의 오리온 팔의 안쪽 테 가까이에 있다. 태양은 현재 은하 원반의 중심 면에서 5~30파섹 떨어져있다. 그 부분의 팔과 옆에 뻗어있는 팔인 페르세우스 팔 사이의 거리는 약 6,500광년이다. 태양, 그러니까 태양계는 은하 생명체 거주가능 지역에 있다.
태양에서 15파섹 이내에, 절대등급 8.5보다 더 밝은 약 208개의 별들이 있다. 이런 별들은 세제곱 파섹 당 0.0147 혹은 세제곱 광년 당 0.000424 밀도를 보인다. 반면에, 태양에서 5파섹 이내의 거리에는, 알려진 별들이 64개 있다. 이들은 세제곱 파섹 당 0.122 또는 세제곱 광년 당 0.00352의 밀도를 보인다. 이것은 대부분의 별들이 절대등급 8.5보다 덜 밝다는 사실을 분명히 보여준다.
태양 향점은 태양이 우리은하에서 운동하고 있는 방향이다. 태양의 보통 이동 방향은 은하 중심의 방향에서 거의 60°에 있는 헤라클레스자리 근처 직녀성을 향한다.

태양의 궤도는 거의 타원이고, 은하 나선 팔과 균일하지 않은 질량 분포 때문에 섭동을 가진다고 생각된다. 게다가, 태양은 은하면과 비교하여 궤도에 대해 약 2.7배 상하로 진동한다. 이것은 간단한 조화진동자가 감폭하는 기간 없이 작동하는 방법과 매우 유사하다. 이 진동은 종종 지구에서의 대멸종 기간과 동시에 일어난다. 짐작컨대, 은하 면 가까이의 별들의 높은 밀도가 더 잦은 충돌 사건을 일으킨다.
태양계가 한 번 공전하는 데에는 2억 2천 5백만~2억 5천만년 정도 걸린다. 그래서 태양은 일생동안 20~25번 공전할 것으로 생각된다. 은하의 중심에 대한 태양계의 공전 속도는 약 220&nbsp;km/s이다. 이 속도로, 태양계는 1광년을 이동하는 데 대략 1,400년이 걸리고 1AU를 이동하는 데 8일이 걸린다.