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소용돌이 치는 옆모습(Spirals On Edge) 목록

조회 : 1526 | 2005-12-26


소용돌이 : 수학적으로는 소용돌이도(유체의 속도벡터 v의 로테이션, 즉 rot v)가 0이 아닌 부분이다. 회전운동이 격렬하게 진행하면 난류로 이행한다. 소용돌이는 점성 때문에 유체 각 부분에 운동차가 생겨서 형성되는 것으로, 유체 속에서 물체를 움직이거나 반대로 물체를 유체 속에 집어넣었을 때, 또는 유체가 세차게 흘러나가거나 흘러들어가는 경우 등에 관측할 수 있다. 소용돌이는 유체 회전이 한 군데 집중되어 있어 뚜렷이 보이는 경우도 있지만 넓은 범위에 퍼져 있어서 눈에 보이지 않는 경우도 있다. 또 여러 형태여서 회전축이 직립하고 있는 것 외에, 회전축이 담배연기 고리나 발동기선이 뿜는 연기처럼 닫힌 고리 모양이고 그 둘레를 유체가 돌고 있는 링소용돌이 또는 소용돌이고리 같은 것도 있다.실제 나타나는 소용돌이는 여러 가지이지만 그 기본형은 독립된 원기둥꼴의 소용돌이로서 중심은 마치 고체막대와 같은 회전 부분이 있고 그 주변을 소용돌이에 끌려가듯이 움직이는 유체 부분이 돌고 있다. 유체역학에서는 회전하는 부분을 강제소용돌이, 끌려가는 부분을 자유소용돌이라 하는데, 자유소용돌이는 소용돌이와 더불어 움직이는 부분일 뿐이며 사실은 소용돌이가 아니다. 즉 강제소용돌이 부분에서 갑자기 압력이 낮아지므로 그 둘레의 유체가 중심을 향해 말려들듯이 끌려가고 있는 것이다. 이와 같은 소용돌이가 2개 이상 나란히 있으면 서로 영향을 미쳐 서로 끌어당기듯이 움직이기 시작한다. 단면 하나하나가 소용돌이로 보이는 링소용돌이가 저절로 움직이는 것은 이 때문이기도 하다.






커다랗게 소용돌이 치는 나선은하를 정면에서 바라보면 아름다은 나선팔의 장엄한 모습과 밝은 별들의 분포를 한 눈에 볼 수 있다. 그러나 나선 은하를 옆 면에서 보면 매우 다른 모습으로 보인다. 이번에는 나선팔 대신 은하의 중심에 불룩한 부분과 검은 먼지로 이루어진 은하면이 은하 풍경의 대부분을 차지한다. 이 사진은 우리에게 옆면을 보이고 있는 아홉 개 나선 은하의 사진을 모아 놓은 것이다. 위에 있는 은하는 차례로 NGC2683, M104, NGC4565 이고, 가운데 줄에는 NGC891, NGC 4631, NGC3628가 보이고 있으며, 아래 줄에는 NGC 5746, NGC 5907, NGC4217 은하가 있다. 이 중에서 멕시코 모자를 닮았다고 하여 솜보레로 은하로 불리는 M104 가 가장 잘 알려진 은하일 것이다. 옆면을 보이고 있는 은하들은 우리에게 이 은하의 별들이 어떤 속도로 은하 중심을 돌고 있는지를 측정할 수 있도록 해준다. ??돌고 있는지를 측정할 수 있도록 해준다. 별들의 회전 속도를 은하 중심으로부터의 거리의 함수로 나타내면 은하내의 물질의 분포를 알 수 있고 이것은 현재 천문학계의 비상한 관심을 모으고 있는 암흑물질을 확인하는 중요한 수단이 된다.





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