반짝반짝 빛나는 나만의 은하

목적

• 우리은하에 대해 탐구하고 이해한다.
• 학생들에게 창의적인 생각을 독려한다.

학습 목표

• 학생들에게 우리은하와 그 특징들에 대해서 창의적으로 소개할 수 있다.
• 학생들은 지구(와 태양계)가 우리은하라고 불리는 나선은하에 속해있음을 이해할 수 있다.
• 학생들은 우리은하에서 지구의 위치를 알 수 있다.

평가

• 개별 화이트보드를 이용해서 학생들에게 우리가 살고 있는 은하의 종류에 대해서 써보라고 한다. 해당 선택지에서 고르라고 한다: 나선, 정육면체, 구체.
• 은하수의 서로 다른 부분들에 대해서 이름을 붙여라: 원반, 팽대부, 헤일로. 그리고 학생들은 그들의 형태를 묘사할 수 있어야 한다.
• 학생들에게 우리은하에서 지구(와 태양계)의 대략적인 위치에 대해서 나타내보라고 한다.(정답: 팽대부로부터 2/3정도 떨어진 원반의 나선팔에 위치해 있다.)
• 학생들에게 자신들이 생각하는 은하의 또 다른 모습에 대해서 물어봐라.(정답: 타원은하(구와 같은 형태), 불규칙은하(팽대부가 없고 특정한 모양이 없음)) 수업시간이나 숙제로 다른 형태의 은하 사진들을 인터넷에서 찾아 한, 두 문장으로 묘사하도록 하여라.

준비물

• 하얀색, 은색, 파란색 반짝이
• 짙은 파란색 반짝이 풀
• 작고 하얀 모조 다이아몬드(한쪽 면에 접착제가 발려있는)
• 검은색, 파란색, 흰색 아크릴 물감
• 거품으로 된 회화용 반짝이(선택사항)
• 짙은 파란색 벽보판
• 넓은 회화용 페인트 붓
• 낡은 칫솔
• Elmer 풀(깔끔하게 마름)

배경지식

은하수 :

우리은하는 전형적인 표본인 태양을 포함해서 약 2000억 개의 별로 구성되어 있다. 우리은하는 상당히 큰 나선은하이며 세 가지 주요 요소로 이루어져 있다: 태양계가 있는 원반과 중심부에 있는 팽대부, 그리고 모두를 아우르는 헤일로.

• 은하의 원반에는 4개의 나선 팔이 있고 원반의 두께는 약 300파섹이고(1파섹은 약 26광년이다.) 직경은 약 30,000파섹이다. 빛의 속도로 움직였을 때 태양에서 해왕성까지 4시간인 것과 비교해보면 우리은하의 크기가 엄청나다는 것을 알 수 있다. 우리은하의 대부분은 파란색이고 수백만에서 수백 억 년 정도의 상당히 어린 종족I 별들로 구성되어있다.
• 은하의 중심에 있는 팽대부는 1000파섹 X 6000파섹 정도 크기의 납작한 회전 타원체이다. 팽대부는 종족Ⅱ 별들이 우세한 고밀도 지역이다. 종족Ⅱ 별은 빨갛고 약1000억년 이상의 매우 늙은 별들이다. 팽대부의 중심에는 매우 거대한 블랙홀이 있다는 증거가 발견되고 있다.
• 퍼진 구형태의 헤일로는 원반 주위를 둘러싸고 있다. 헤일로는 주로 구상성단(10,000 ~ 1,000,000개 정도의 별들로 구성되어 있다.)에 있는 늙은 별이 낮은 공간 밀도로 존재한다. 헤일로 밖, 원반의 가장자리 훨씬 먼 곳까지 암흑물질이 퍼져있다고 생각된다.

은하의 분류 :

주로 나선은하와 타원은하 두 가지로 나누지만 렌즈형은하 혹은 불규칙은하도 있다.

• 나선은하의 범주에 우리은하가 포함되어 있다. 나선은하는 은하의 모양이나 팽대부의 상대적인 크기 등에 따라 몇 가지 종류로 나뉜다: 전형적인 나선은하들은 Sa, b, c, d, m으로 나누고 나선은하 팔 내부에 막대가 발달되어 있는 경우는 SBa, b, c, d, m으로 나눈다. 나선은하는 원반 내부 기체의 존재에 의해서 특징 지어진다. 기체가 있으면 별의 형성이 활발하게 되며 이러한 이유로 좀 더 젊은 종족의 별들로 구성된다. 나선은하는 주로 저밀도 은하영역에서 발견되는데 이곳에서 나선은하는 주변 은하들로부터 받는 조석력에 의해 자신들의 형태가 파괴되는 것을 피할 수 있다.
• 타원은하는 은하의 이심률에 따라 E0-7로 분류되는데 E0은 가장 구 형태에 가깝다. 타원은하들은 획일적인 광도를 가지며 나선은하의 팽대부와 비슷한 형태를 보이지만 원반은 없다. 타원은하들은 보통 은하단 중심의 고밀도 환경에서 발견된다.
• 렌즈형은하는 S0라고 불리며 비록 팽태부와 원반 모두 갖추고 있지만 나선팔이 없다. 렌즈형은하는 기체를 거의 가지고 있지 않으므로 모든 별은 나이가 많다. 렌즈형은하는 중간 단계로 예상된다.
• 불규칙은하는 작은 은하이며 원반이 없는 불확실한 형태를 보인다. 불규칙 은하는 Irr로 표현한다.

전체 활동 설명

단계 1 :

아래의 은하 사진을 다운로드 한다(첨부 1).

단계 2 :

반짝이는 종이를 나눠주거나 파란색 벽보판 종이를 하얀색 별시야 크기로 자른다.

단계 3:

하얀색 물감을 약간의 물과 섞고 우리은하 중심부에 연한 하얀색을 색칠한 다음 말린다.

단계 4 :

Elmer 풀에 중간 크기의 붓을 담구고 풀을 은하 중심부에 색칠한다.

단계 5 :

하얀색 반짝이를 은하 중심부의 젖은 풀에 뿌려라.

단계 6 :

다음으로 은하 중심부 주변에 Elmer 풀을 좀 더 바르고 조심스럽게 노란색과 금색 반짝이를 뿌려 노란색 은은한 불빛을 만들어라.

단계 7 :

붓이나 손가락 끝으로 반짝이를 살짝 눌러서 퍼뜨려라.

단계 8 :

물에 희석시킨 하얀색 물감을 좀 더 섞어 은은하고 얇은 나선팔을 그려라(첨부2를 참고하시오.).

단계 9 :

이것은 풀과 반짝이를 칠하는 토대가 된다. 물감을 말려라. Elmer 풀을 작은 종이 위에 붓고 붓에 풀을 묻혀 나선팔에 칠해라.

단계 10 :

나선팔에 바른 풀 위에 하얀색 반짝이를 뿌리고 손가락 끝으로 눌러서 부드럽게 펴준 다음 말려라.

주석 :

지구에서 본 은하수 경치로서 하늘을 가로 지르는 은하수의 모양을 젖은 풀과 반짝이를 사용하여 위와 동일한 방법으로 만들 수 있다. 물에 희석한 하얀색 물감은 은하수의 길을 그리는데 사용한다. 이것은 반짝이 가장자리와 그 밑에 부드러운 하얀색 불빛의 효과를 낸다. 파란색과 검은색 아크릴 물감을 섞어 짙은 파란색을 만들어라. 짙은 파란 물감을 가지고 사진을 보면서 은하수를 따라 먼지 영역을 색칠하여라. 물감을 말려라. 붓을 풀에 담구고 짙은 파란색 영역에 부드럽게 칠하라. 파란색 반짝이를 젖은 풀 위에 뿌려라. 날리는 별의 효과를 위해서 하얀색 모조 다이아몬드를 임의로 추가했다.

물론 인터넷이나 책에서 찾은 성운이나 은하를 선택하여 우리은하와 다른 것을 만들 수 있다. 반짝이와 풀을 이용하여 창의적으로 만들어라!

커리큘럼

추가 정보

• 학생들이 Galaxy Zoo(http://www.galaxyzoo.org/)에서 은하 분류를 할 수 있도록 하여라.
• 학생들이 창의적인 생각을 바탕으로 자신만의 은하를 만들도록 하고 자신만의 은하 모양에 대한 생각을 물어봐라.

결론

이 활동은 학생들이 만든 은하 작품의 특징에 대해서 선생님이 논의하면서 끝이 난다.

 감사의 글

이 활동의 번역을 검토해주신 심현진 교수님과 이정애 박사님에게 감사의 인사를 전합니다.