우주에 대한 관측 성과는 계속적으로 발전하여 윌리엄 허셜은 천왕성을 발견하는 한편 수 많은 항성에 대한 관측을 바탕으로 은하의 지도를 제작하였나요?
우주
천체에 대한 관측 성과는 계속적으로 발전하여 윌리엄 허셜은 천왕성을 발견하는 한편 수 많은 항성에 대한 관측을 바탕으로 은하의 지도를 제작하였으며[19] 태양계 역시 이동하고 있다는 사실을 관측하였다.[20] 허셜의 관측 목록은 NGC 목록의 기반이 되었다.[21]
트리톤 (위성)
트리톤은 해왕성이 발견된 후 17일 만인 1846년 10월 10일 영국의 천문학자 윌리엄 라셀에 의해 발견되었다.
윌리엄 허셜
윌리엄 허셜과 그의 부인 메리는 존이라는 아들이 있었다. 존은 1792년 3월 7일에 Observatory house에서 태어났다. 허셜은 1813년에 스웨덴 왕립 과학 학회의 외국 회원으로 뽑혔다. 1816년에는 섭정왕태자(Prince Regent)가 허셜한테 Knight of the Royal Geulphic Order이라는 기사작위를 내렸다. 그렇게 그는 'Sir'이라는 경칭을 갖게 되었다. 1820년에는 런던 천문 학회를 설립하는데 도움을 주어, 1831년에는 왕실 칙허장을 받아 왕립 천문 학회의 일원이 되었다.
1822년 8월 25일에 허셜은 Observatory House, Windsor Road, Slough에서 죽었다. 그는 지금 성 로렌스 교회에 묻혀있다. 그의 아들 존 허셜도 유명한 천문학자가 되었다. 윌리엄의 형제 중 알렉산더 허셜은 영국으로 이민을 가서 그의 여동생 캐롤라인과 조카 존과 가까운 곳에 살았다. 캐롤라인은 그의 형제가 죽고 하노버, 독일로 다시 돌아왔다. 캐롤라인은 1848년 1월 9일에 죽었다.
허블 우주망원경
2006년 2월에 특이한 천체 SCP 06F6가 허블우주망원경을 통해 발견되었다.[131][132] 2012년 6월과 7월 사이에 미국의 천문학자들은 허블을 이용하여 명왕성을 공전하는 다섯번째 위성을 발견했다.[133]
메시에 천체 목록
18세기 중엽 천문학은 관측 분야에서 큰 발전을 이루었는데, 그 중 성운성단 목록을 작성함으로써 광학 항성 천문학의 기초를 세운 사람은 혜성 관측가인 프랑스인 샤를 메시에였다. 1750년대에는 50여 개의 혜성만이 알려져 있었으나 그 후 반세기 동안 메시에는 그 이상을 관측했다. 그는 1759년 핼리(Halley) 혜성을 발견하면서 본격적인 천문 관측을 하게 되었다고 할 수 있다. 그는 혜성만이 아니라 성식,남중,식현상 등도 관측했다. 그러나 그는 관측 목록 일람표를 만드는 것을 하지 않았다. 이를테면 혜성궤도 요소를 계산하기 위한 위치환산은 그의 동료가 해주는 식이었다. 그는 1770년 아카데미에 가입하게 되면서 첫 번째 논문을 기고했다. 이 첫 논문이 메시에 목록(Messier Catalogue)의 첫째 분인 "Catalogue des Nebuleuses et des amas d’Etoiles, que l’on decouvre parrni les Etoiles fixes, sur l’horizon de Paris"였다.
존 허셜
또한 아들 윌리엄 허셜(William Herschel, 1833년~1917년)은 지문에 의한 개인식별 연구로 유명하다. 그 동생 알렉산더 허셜(Alexander Stewart Herschel, 1836년~1907년)은 천문학자가 되었고, 혜성과 유성의 관계에 대한 연구를 했다.
테티스 (위성)
토성의 위성 7개의 이름은 존 허셜(미마스와 엔셀라두스를 발견한 윌리엄 허셜의 아들)이 1847년 자신의 책 '희망봉에서 작성된 천문 관측 결과'에서 언급한 것이다. 이 책에서 허셜은 그리스 신화에 나오는 크로노스의 딸과 형제들인, 티탄족 이름을 위성들에 붙였다.
명왕성
현재의 지도는 훨씬 높은 분해능을 가지는 허블 우주 망원경을 이용해 만들어낸 것으로, 수백 킬로미터 단위의 변화를 확인할 수 있고, 극지방과 가장 밝은 지역을 확인할 수 있는 등 조금 더 상세하다.[30][31] 이 지도를 만드는 데에도 허블 망원경이 보내온 몇 픽셀에 가장 잘 맞는 표면 지도를 찾기 위해서 매우 복잡한 컴퓨터 처리가 필요했다.[32] 여기에 사용된 허블 망원경의 2개 카메라는 더이상 작동하지 않기 때문에, 2015년까지는 이 지도가 명왕성의 가장 정밀한 지도가 될 것이다.[32]
허블 우주망원경
허블우주망원경의 역사는 1946년이라는 이른 시기, 천문학자 라이먼 스피처의 논문 "Astronomical advantages of an extraterrestrial observatory" (지구외부 천문대의 천문학적 이점들)에서 시작된다.[6] 스피처는 이 논문에서 우주 천문대가 지상 망원경을 압도하는 두가지 큰 이점을 주장했다. 첫째로 물체를 명확하게 구분할 수 있는 최소 길이인 각분해능이 별의 반짝임을 유발하는 대기의 난류와는 상관 없이 회절에 의해서만 제한된다. 2.5 m의 거울을 갖춘 망원경에 대해 이론적인 회절한계 분해능이 약 0.05 초인데 비하여, 당시 지상 망원경은 0.5-1.0 초의 분해능이 한계였다. 둘째로 우주망원경은 지구 대기에 강렬하게 감광되는 적외선과 자외선을 관찰할 수 있다.
해왕성
그 사이 르베리에는 서한으로 베를린 천문대의 천문학자 요한 고트프리트 갈레를 재촉했다. 당시 베를린 천문대 연구생이었던 하인리히 다레스트는 르베리에가 예측한 지점 근처를 그린 최근의 성도와 현재 하늘을 비교해서 붙박이별과 구별되는 행성의 시운동적 특징을 찾을 수 있다고 갈레에게 건의했다. 르베리에의 편지가 도착한 1846년 9월 23일 바로 그날 저녁, 해왕성은 르베리에가 예측한 지점에서 1° 어긋난 지점, 애덤스가 예측한 지점에서 12° 어긋난 지점에서 발견되었다. 이후 챌리스는 자기가 8월에 행성을 두 번이나 봤지만 무심결에 지나쳐 버렸었다는 사실을 뒤늦게 깨달았지만 자기 발견을 증명하는 데 실패했다.
명왕성의 위성
2011년 7월 20일 미항공우주국(NASA)은 허블 우주망원경을 이용하여 명왕성의 새로운 위성을 발견했다고 발표하였다. 이 위성은 임시로 P4(또는 S/2011 P 1)란 명칭이 부여되었다. 이 위성은 명왕성의 고리를 찾던 가운데 2011년 6월 28일 처음으로 관측되었고, 뒤이어 7월 3일과 7월 18일의 관측에 의해 그 존재가 확정되었으며 공전 궤도와 공전 주기도 계산되었다.
천왕성
윌리엄 허셜 경은 1781년 3월 13일 지금은 허셜 천문학 박물관이 된 서머싯 소재 배스 타운 뉴 킹 스트리트 19에 있는 자기 집 정원에서 천왕성을 관측했으나, 처음에는(1781년 4월 26일) 이를 혜성으로 보고했다. 허셜은 자신이 고안한 망원경을 사용하여 붙박이별들의 시차에 대한 일련의 관측에 몰두했다.
행성상성운
행성상성운은 어두워서 육안으로 볼 수 있는 행성상성운은 없다. 최초로 발견된 행성상성운은 여우자리의 아령 성운으로, 1764년 샤를 메시에가 발견해 메시에 천체 목록에 메시에 27(M27)로 등재하였다. 해상도가 떨어지던 옛날 망원경을 사용하던 초기 관측자들은 M27을 천왕성 같은 거대행성을 닮은 무언가로 생각했다. 천왕성의 발견자이기도 한 윌리엄 허셜이 "행성상성운"이라는 용어를 고안하였다. 허셜은 이 천체들이 별 주위로 물질들이 모여들어 행성으로 응축되는 것이라고 보았다. 하지만 실제로는 행성상성운은 죽은 별의 흔적이며, 주위에 행성이 있었다면 모조리 바싹 타 버렸을 것이다.
존 허셜
존 허셜 경(Sir John Herschel, 1st Baronet, 1792년 3월 7일~1871년 5월 11일)은 영국의 천문학자, 수학자이다. 천왕성을 발견한 천문학자 윌리엄 허셜의 아들이다.
우주의 나이
우주가 유한하다는 첫 번째 증거를 제시한 사람은 천문학자 에드윈 허블이었다.
20세기 들어, 허블을 비롯한 천문학자들은 당시에 "나선성운"으로 알려졌던 천체들이 사실은 우리은하 밖에 존재하는 별개의 외부은하들이라는 것을 발견했다. 더욱이 이 은하들은 매우 멀리 떨어져 있으며, 이 은하들의 스펙트럼을 찍어본 결과 선 스펙트럼이 실험실에서 보다 긴 파장으로 관측되는 적색편이()를 발견했다. 이는 은하들이 우리로부터 멀어지고 있다는 것을 의미한다. 또한 멀리 떨어져 있는 은하일수록 더 큰 적색편이를 보였고, 따라서 더 빨리 우리로부터 멀어지고 있었다. 바로 이 사실이 우주가 정지해있지 않고 팽창하고 있다는 첫 관측적 증거가 되었다. 시간을 거꾸로 돌릴 경우 과거 어느 순간에는 우주의 모든 은하가 한 점으로 수렴하는 순간이 존재하여, 이는 우주에 시작이 있었고, 우주의 나이가 유한함을 의미한다. 허블은 현재의 팽창속도로부터 우주가 언제 팽창하기 시작했는지 계산함으로써 최초로 우주의 나이를 결정할 수 있었다. 허블이 처음으로 계산해낸 값은 우리가 지금 알고 있는 값 보다는 매우 작았는데, 이는 그 당시의 은하까지의 거리를 실제보다 가깝게 측정했었기 때문이다.
목동자리
NGC 5466은 성긴 구상성단으로, 대부분의 망원경으로 관측할 수 있다. 이 성단은 윌리엄 허셸에 의해 1784년 5월 17일에 발견되었다.
천왕성의 위성
1986년 보이저 2호가 천왕성을 지나가면서 10개의 위성을 발견하였다. 나중에 보이저 2호의 사진을 분석하면서 퍼디타를 추가로 발견하였다. 허블 우주 망원경을 이용해서 두 개의 위성이 추가로 발견되었다. 1997년까지는 천왕성은 거대 행성 중에서 유일하게 불규칙 위성을 찾지 못한 행성이었다. 그 후 지상 망원경을 통해 9 개의 불규칙 위성을 추가로 발견하였다.
명왕성
2011년 7월 20일 미항공우주국(NASA)은 허블 우주망원경을 이용하여 명왕성의 새로운 위성을 발견했다고 발표하였다. 이 위성은 임시로 P4(또는 S/2011 P 1)란 명칭이 부여되었으며 명왕성으로부터 약 59,000km 거리에서 위성 닉스의 공전 궤도 바깥쪽, 위성 히드라의 공전 궤도 안쪽을 약 31일 주기로 공전하는, 직경 13~34km 정도의 작은 위성으로 확인되었다. 이 위성은 명왕성의 고리를 찾던 가운데 2011년 6월 28일 처음으로 관측되었고, 뒤이어 7월 3일과 7월 18일의 관측에 의해 그 존재가 확정되었으며 공전 궤도와 공전 주기도 계산되었다. 2011년 7월 현재 명왕성의 고리는 확인되지 않고 있다.
해왕성
해왕성은 맨눈으로 볼 수 없기 때문에 경험적 관측이 아닌 수학적 계산으로 발견된 태양계 행성 중 유일한 행성이다. 천왕성의 궤도에 예기치 않은 변화가 있자 알레시 부봐르는 천왕성의 궤도가 발견되지 않은 행성의 중력 섭동에 영향을 받고 있다고 추론했다. 그 후 1840년대에 위르뱅 르베리에가 그 행성의 궤도를 예측했고, 1846년에 요한 고트프리트 갈레가 르베리에가 예측했던 위치 범위 안에서 해왕성을 관측했다. 얼마 뒤에 해왕성의 제1위성인 트리톤이 발견되었지만, 나머지 13개의 위성들은 19세기가 다 가도록 발견되지 못했다. 해왕성을 방문한 우주선은 1989년 8월 25일에 해왕성을 접근 통과한 보이저 2호 하나뿐이다.
거시공동
천체물리학에서 연구의 주제으로서의 거시공동은 적색편이 탐사가 유명해지기 시작하여 1978년 독립된 두 천체물리학 연구팀이 대규모 영역에서의 은하 및 아벨 은하단의 분포로부터 초은하단과 거시공동 발견을 주도했던 1970년대 중반부터 시작되었다. 새로운 적색편이 탐사는 종종 빽빽하게 뭉치거나 겹쳐지는 우주적 구조의 2차원 지도에 깊이(거리)를 더하여 우주의 3차원 지도를 작성할 수 있도록 도움을 줌으로써 천문학의 장에 큰 변혁을 일으켰다. 적색편이 탐사에서 깊이는 허블의 법칙에 따라 우주의 팽창에 기인한 은하의 각 적색편이로부터 측정되었다.
천문학
별들이 중력에 의해 모이면서 처음으로 은하들을 만들게 되고, 이 은하들이 다시 중력에 의해 분포하면서 은하군이나 은하단 같은 더 큰 구조들을 만들고, 이는 우주의 거대구조를 형성하게 된다.
엔셀라두스
엔셀라두스는 1789년 8월 28일에 그때 당시 가장 컸던 47인치 망원경을 통해 윌리엄 허셜이 발견했으며, 겉보기 등급이 11.7로 어두운편에 속하고 훨씬 밝던 토성의 고리의 빛에 가려져 지구에서는 왠만한 망원경으로는 관측이 힘들었다. 대부분의 토성의 위성들은 우주 개발 시대가 오기 전에 발견됐는데, 그중에서 엔셀라두스는 토성의 춘분기에 발견된 첫 번째 위성이였다. 그 시기에는 토성의 고리가 보이지 않아서 토성의 고리에 의해 위성들이 가려지지 않아 관측하기가 훨씬 쉬웠기 때문이다. 이후 보이저 임무가 실행되면서 보이저 탐사선이 엔셀라두스를 방문했고 더 이상 엔셀라두스는 허셜이 발견한 밝은 점이 아니게 되었다. 그 전에는 오직 궤도의 특성과 질량, 밀도, 알베도만 알고 있었기에 보이저 호의 방문의 의미가 더욱 부각되었다.
세레스 (왜행성)
1772년, 보데는 화성과 목성 사이에 미발견된 행성이 있을 것이라고 주장했다.
그의 발상은 티티우스-보데의 법칙에서 나온 것이었다.
그 법칙을 근거로 2.8 AU 부근에 미발견된 행성이 있을 것이라 추측했다.
게다가 1781년, 윌리엄 허셜이 천왕성을 발견하여, 이 법칙에 대한 기대치가 높았다. 1800년, 티티우스와 보데는 24명의 천문학자에게 미발견된 행성의 탐색을 요청했다. 비록 그들은 세레스를 발견하지는 못 했지만, 후에 여러 소행성들을 발견했다.
여러 천문학자들 중에서 팔레르모 아카데미의 주세페 피아치가 세레스를 발견하기 위한 팀에 초대되었다. 그리고, 1801년 1월 1일에 그는 세레스를 발견했다.
그는 "니콜라 루이 드 라카유의 별 목록의 87번째 별"을 찾았다. 그러나, "그것은 다른 것보다 앞선 발견" 이었다.
별 대신에, 피아치는 움직이는, 별과 비슷한 천체를 발견했다. 그는 처음에는 이 천체를 혜성으로 생각했다.
피아치는 총 24회에 걸쳐 세레스를 관측했으며, 1801년 2월 11일로 관측을 마쳤다. 그는 그 해 1월 24일 세레스를 발견했다고, 2명의 천문학자, 바르나바 오리아니와 보데에게 편지로 전했다.
그는 편지에 혜성이라고 적었지만, "그 움직임이 느리고 일정해서, 여러 차례 혜성이 아닐 것이라는 생각을 갖게 했다" 라고 덧붙였다.
4월, 피아치는 오리아니와 보데와 파리의 라낭드 에게 관측 결과를 보냈다. 이것은 1801년 9월에 "Monatliche Correspondez"에 발표되었다.
은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서의 구절들
42 퍼즐은 1994년 더글러스 애덤스가 고안해낸 게임으로, 은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서의 미국판에 들어가 있다. 이 퍼즐은 42개의 여러가지 색깔공으로 구성되어 있으며, 7개의 열과 6개의 행으로 구성되어 있다.
허블 우주망원경
허블우주망원경은 천문학 연구에 큰 도움을 주기도 하지만, 재정적 지출 역시 막대하다. 여러 구경의 망원경의 천문학적 상대적 수익을 다루는 연구에서, HST의 자료 기반 논문은 윌리엄 허셜 망원경과 같은 4m 구경의 지상망원경의 관찰 자료 기반 연구보다 고작 15배 많이 인용되는데 비하여, HST는 제작과 유지보수에 지상망원경보다 무려 약 100배 많은 비용이 쓰였다는 사실을 밝혀냈다.[142]
주계열
20세기 초, 항성의 거리 및 유형에 대한 정보가 보다 풍부해졌다. 별들의 스펙트럼은 여러 구분되는 특징들을 보여주었으며, 이에 따라 항성을 분류하게 되었다. 하버드 대학교 천문대의 애니 점프 캐넌과 에드워드 찰스 피커링은 현재 하버드 분류법이라고 불리는 분류법을 개발해 1901년 《하버드 연감》에 게재했다.
윌리엄 허셜
1782년부터 1802년까지 중, 집중적으로 1783년부터 1790년까지 허셜은 2개의 610cm의 초점거리와, 30cm와 47cm 의 구멍이 있는 망원경으로 심원천체와 nonstellar objects에 관한 체계적인 조사를 하였다. 복제됐거나 '잃어버린' 입수를 제외하고, 허셜은 2400개가 넘는 물체들을 발견했고, 그것들을 성운이라고 정의했다.(당시 성운은 에드윈 허블이 은하를 은하계 밖의 천체라고 정의하기 전까지는, 시각적으로 널리 퍼지거나 분산되어 있는 우리 은하 너머의 천체들을 가리켰다.)
허셜은 그의 발견들을 3개의 목록으로 나누어 출판했다: "Catalogue of One Thousand New Nebulae and Clusters of Stars" (1786), "Catalogue of a Second Thousand New Nebulae and Clusters of Stars" (1789) 와"Catalogue of 500 New Nebulae" (1802). 그리고, 그는 그가 발견한 것들을 여덟 개의 항목으로 분류했다: (I) "bright nebulae", (II) "faint nebulae", (III) "very faint nebulae", (IV) "planetary nebulae", (V) "very large nebulae", (VI) "very compressed and rich clusters of stars", (VII) "compressed clusters of small and large [faint and bright] stars", 와 (VIII) "coarsely scattered clusters of stars". 허셜이 발견한 것들은 캐롤라인 허셜과 그의 아들 존 허셜에 의해 더 보충되었고, 그것은 그의 아들에 의해 "General Catalogue of Nebulae and Clusters"로 출판되었다. 이 항목은 나중에 존 드레이어(Jogn Dreyer)에 의해 편집되었는데, 많은 다른 19세기의 천문학자들이 발견한 사실들까지 보충되어 1888년에 "New General Catalogue"로 출판되었다. NGC방식은 아직까지도 천체의 주요 지형지물을 분류하는데 가장 많이 쓰이는 방식이다.
1783년에 그는 그의 여동생 캐롤라인에게 망원경을 주었고, 그녀는 주로 혜성을 중심으로 그녀 스스로 천문학적 발견을 하기 시작했다. 그녀는 8개의 혜성, 11개의 성운을 발견했고, 그녀의 오빠의 제안에 의해, 플램스티드가 한, 별들의 위치를 구체화하는 작업을 수정하고, 보완했다. 이 작업은 "British Catalogue of Stars"로 출판되었다. 그녀는 이 작업 덕분에 왕립 천문학 학회로부터 명예 훈장을 받았다. 또, 그녀는 그녀의 오빠의 옆에서 오빠가 망원경을 통해 관찰하고 있을 때 필기를 하며 계속 오빠의 조수 역할을 하였다.
1785년 6월에, 축축한 환경 때문에 그와 캐롤라인은 올드 윈저의 클레이홀로 이사하였다. 1786년에 그들은 슬로우의 윈저 로드에 있는 새로운 주택으로 이사했다. 그는 죽기 전까지 계속 그 주택에서 살았는데, 이곳은 나중에 Observatory House로 알려지게 되었다. 이 건물은 현존하지 않는다.
1788년 5월 7일, 그는 과부 매리 핏과 성 로렌스 교회에서 결혼했다. 그 후 그와 그의 여동생은 따로 생활했지만, 캐롤라인은 계속해서 그의 조수 역할을 해 주었다.
해왕성
이 고리 구조는 1968년에 에드워드 기넌 팀이 최초로 발견했으나, 이후 고리가 불완전할 수 있다고 생각되었다. 1984년 항성 엄폐 당시 해왕성이 항성을 가리자 별빛이 깜박거리는 현상이 목격되었고, 이것은 고리에 간극이 있다는 증거로 떠올랐다. 1989년에 보이저 2호가 촬영한 사진은 수 개의 희미한 고리 구조를 보여 줌으로써 이 문제는 해결되었다. 해왕성의 고리들은 매우 비정상적인 구조를 하고 있는데, 그 이유는 아직 확실하게 밝혀지지는 않았지만 고리 주위에 있는 작은 위성들의 중력적 상호 작용 때문으로 추측된다.
알렉시 부바르
알렉시 부바르(, 1767년 6월 27일 ~ 1848년 6월 7일)는 프랑스의 천문학자이다. 그는 천왕성의 운동에서 불규칙성을 발견해 태양계의 8번째 행성이 있다는 가설을 세운 것으로 유명하다. 부바르는 프랑스의 콩타멩에서 태어났으며, 8개의 혜성을 발견하고 목성, 토성, 천왕성의 천문표를 편집했다. 목성과 토성의 천문표는 훌륭했지만 천왕성의 것은 관측 결과와 어긋나는 점이 많았다. 이에 부바르는 8번째 행성이 존재하여 천왕성의 궤도에 불규칙성을 만들어낸다는 가설을 세웠다. 부바르가 죽은 뒤 존 쿠치 애덤스와 위르뱅 르베리에가 각자 독자적으로 해왕성을 발견하게 된다. 부바르는 파리 천문대 대장을 지냈으며, 1848년에 파리에서 죽었다.
은하
1786년에 윌리엄 허셜이 자신의 심원천체 목록을 만들면서 메시에 31과 같은 특정 천체들을 "나선 성운"(spiral nebula)이라고 불렀다. 후에 이 천체가 사실은 엄청난 수의 항성들로 이루어져 있다는 것과 이 천체들이 우리 은하 바깥에 존재한다는 것이 밝혀지고 나서는 "섬우주(island universes)"라고 불리게 된다. 하지만 "우주(Universe)"라는 단어는 존재하는 모든 것들을 가리키는 것으로 이해될 소지가 다분했고, 따라서 이 용어는 사장된 뒤 "은하"(galaxies)라는 용어가 사용되었다.[14]
행성상성운
행성상성운의 정체는 19세기 중반 분광 관측이 발명되기 전까지는 밝혀지지 않았다. 최초로 분광 관측을 수행한 천문학자는 윌리엄 허긴스로, 그는 프리즘을 사용해 행성상성운의 빛을 분산시켰다. 1864년 8월 29일, 허긴스는 고양이 눈 성운을 관측하여 그 스펙트럼을 얻었다. 허긴스는 항성의 스펙트럼이 복사 연속체 상에 많은 어두운 선이 존재하는 형태라는 것을 밝혀냈다. 이후 그는 안드로메다 성운 등의 다른 "성운"들에 대해서도 분광 관측을 수행하여 유사한 결과를 얻었는데, 안드로메다 등은 나중에 은하로 재분류되었다.
존 허셜
1849년 저서 《천문학 개요》("Outlines of Astronomy")에서 날짜와 시간을 계산하는 율리우스일을 이용하는 방법을 고안하여, 이것이 퍼져 전 세계 천문학자가 일수 계산에 율리우스일을 이용하게 되었다.
천왕성의 위성
천왕성의 위성은 현재까지 27개가 발견되었다.
성운의 왕국
결론은 간단하다. 우주는 엄청나게 크며, 더 커지고 있다. 우리가 알고 있는 이 사실을 확립한 사람이 바로 허블이다. 그 증거를 허블이 우리 앞에서 직접 설명한다면 어떤 느낌일까? 이 책은 1936년 허블 자신이 그의 주요 관측 결과를 설명한 책이다. 자신만의 관측 결과를 자신만의 신념에 기대어 차분하게 설명하고 있다. 과학사적 관점으로도 이 책은 중요하다. 그의 노력과 그의 결론이 지금 관측 우주론 역사에 어떻게 영향을 미치고 있는지 알 수 있기 때문이다. 지금도 허블이 했던 일을 반복하고 있는 셈이다. 단지 우리는 더 좋은 관측 기구를 사용할 수 있고 반복할 방법을 알고 있다. 이 책을 통해 우리는 가장 위대한 발견의 내용뿐 아니라, 발견에 대한 발견자의 개인적 생각과 방법 속에 있는 발견자의 의도를 직접 알 수 있을 것이다.
은하수
그리고 안달루시아의 천문학자 Avempace(d. 1138)는 은하수가 많은 별들로 이루어졌지만 지구 대기의 굴절 효과 때문에 연속적인 형상으로 보인다고 주장했다. 증거로 목성과 화성의 합을 관측한 것을 말하였다.
티티우스-보데의 법칙
이 법칙을 보데가 발표했을 당시 세레스와 천왕성, 해왕성, 명왕성 등의 존재는 알려져 있지 않았으며, 이 법칙은 경험적으로 얻어진 것으로서 결코 이론적으로 유도된 것은 아니었던 만큼, 어디까지 이 법칙이 들어맞을 것인지 의심되고 있었다. 1781년에 새로운 행성인 천왕성을 발견했을 때, 그 평균 거리는 실제로 보데의 법칙의 제6번 행성과 일치하였다. 보데 등 6명의 독일 천문학자들은 당장에 제3번 행성의 수색 조합을 결성하였고, 1801년에 팔레르모 천문대장인 피아치가 이를 발견하여 세레스(Ceres)라고 이름을 붙였다. 세레스는 얼마 가지 않아 행방불명이 되었으나 카를 프리드리히 가우스의 궤도 계산에 의하여 조합원들의 손으로 1년 후에 재발견되었다. 세레스는 행성의 파편이라고도 볼 수 있는 소행성 제1호로, 제2호 이하가 차례로 조합원들의 손에 의해 발견되어 수를 늘려 갔다.
메시에 30
1764년 샤를 메시에가 메시에 천체 목록에 넣었으나, 별이 없는 둥근 성운으로 기술하였으며, 1784년 무렵에야 비로소 윌리엄 허셜이 별을 분해해서 관측하기 시작했다. 약 12개의 변광성이 발견되었으며, 전체적인 분광형은 F3이다.
천상열차분야지도
천상열차분야지도의 성도는 중국 한(漢)의 무제(武帝) 때의 관측에 기반하여 이전의 천문학파들인 무함(巫咸), 감덕(甘德), 석신(石申)의 별자리를 망라한 삼가성경(三家星經) 체계를 따르고 있다. 또한 성도의 중심은 천구의 북극이 되는데 그 위치에 북극오성(北極五星)의 한 별인 천추성(天樞星)을 두고 있다. 천추성은 중국의 한나라 시대에 북극성이었으므로 천상열차분야지도의 성도는 한나라 때의 천문도 체계를 따르고 있음을 알 수 있다. 다만, 일반적으로 중국의 천문도는 북위 35도 정도를 기준으로 작성되었는데, 천상열차분야지도의 적도원과 전몰성원(외규)은 북위 35도 정도를 기준으로 그려졌지만 주극원(내규)은 북위 39도 정도를 기준으로 하여 그려졌다. 그러므로 천상열차분야지도는 중국의 성도를 바탕으로 그 별자리는 수정하지 않고 다만 관측지의 위도를 고려하여 주극원의 반지름을 조정한 것이다.
미마스 (위성)
이름은 그리스 신화에 나오는 가이아의 아들 미마스에서 따온 것이다. 토성의 7개 위성 이름은 윌리엄 허셜의 아들 존 허셜이 1847년 쓴 책 "희망봉에서 이루어진 천체관측 결과"에 수록된 것이다. 존 허셜은 이들 7개 위성들의 이름을 신화 속 거신족 이름으로 붙였는데, 그 이유는 신화 내에서 거신족의 수장은 크로노스(새턴, Saturn)였기 때문이다.
항성
20세기 초 항성을 물리적으로 분류하는 중요한 기준이 마련되었다. 1913년 헤르츠스프룽-러셀 도표의 개발로 천체 물리학의 발전에 박차가 가해졌다. 항성의 내부 및 항성의 진화를 설명하는 성공적인 모형들이 개발되었다. 양자 물리학의 발전으로 항성의 스펙트럼 양상을 합리적으로 설명할 수 있는 이론이 개발되었다. 이를 통해 항성 대기의 화학적 조성을 알아낼 수 있게 되었다.[17]
점성술의 행성
천왕성이 발견되기 이전에, 토성은 물병자리의 주인 행성으로 여겨졌다. 많은 점성가들은 여전히 토성을 염소자리와 물병자리의 주인 행성으로 사용한다. 그러므로, 현대 점성술에서 이것은 열번째와 열한번째 하우스의 주인이다. 그러나, 전통적으로 토성은 첫 번째와 여덟번째 하우스와 연관된다.
움브리엘 (위성)
움브리엘(Umbriel)은 천왕성의 5대 위성 중 하나로 1851년 윌리엄 러셀이 발견하였다. 평균밀도 1.52g/cm, 공전주기 4.14일, 지름 1,169km, 질량 1.27×10²¹kg이며, 천왕성으로부터 26만 5970km 떨어져 있는 순행위성이다. 천왕성의 위성 중에서 세 번째로 크며, 태양계 전체 위성 중에서는 13번째로 크다.
해왕성의 발견
1781년에 윌리엄 허셜이 천왕성을 발견한 이후 1846년까지 그 궤도가 계산되어 왔으나, 천문학자들은 천왕성의 궤도에서 만유인력의 법칙만으로는 설명할 수 없는 불규칙성이 발견되는 것을 알아냈다. 하지만 이 불규칙성은 천왕성 너머에 또다른 행성이 있어 중력적으로 영향을 미친다고 설명하여 해결할 수 있었고, 1845년에 파리의 천문학자 위르뱅 르베리에와 케임브리지의 존 쿠치 애덤스가 각자 그 행성의 위치를 계산하기 시작했다. 르베리에가 먼저 계산에 성공했지만 바로 그 직후에 영국 왕립 천문학자 조지 에어리가 애덤스도 행성의 발견을 예측했다고 발표했다. 하지만 영국 왕립 학회는 1846년에 르베리에에게 코플리 메달을 수여하면서 애덤스에 대한 언급은 하지 않았다.
천왕성
천왕성의 위성은 현재까지 27개가 발견되었다. 중요한 5개의 위성으로는 미란다, 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론을 들 수 있다. 이 5대 위성들의 이름은 셰익스피어의 희곡과 알렉산더 포프의 시에 나오는 요정들의 이름을 따서 지어진 것이다. 천왕성의 위성계는 4개의 가스 거대 행성중 가장 협소하며, 5대 위성의 총 질량이 해왕성의 위성인 트리톤 하나의 절반도 못미친다. 가장 큰 위성인 티타니아의 크기는 겨우 788.9km이고, 이것은 달의 절반에도 못 미친다. 하지만, 레아라는 토성의 두 번째 큰 위성보다 조금 크기 때문에, 티타니아는 태양계에서 여덟 번째로 큰 위성이다. 위성들은 대부분 상대적으로 적은 알베도(반사율)을 가지고 있으며, 움브리엘의 0.20부터 아리엘의 0.35까지 분포한다. 달들은 50% 얼음과 50%의 석질로 대부분 이루어져있으며, 얼음들은 암모니아와 이산화탄소 등으로 이루어져있음으로 추정된다.
천왕성
천왕성은 희미한 행성 고리를 지니는데 직경 10미터까지의 어두운 미립자로 구성되었다. 이는 태양계에서 토성 다음으로 두 번째로 발견된 고리이다. 구분되는 13개의 고리들이 현재 알려져 있고 가장 밝은 고리는 엡실론 고리이다. 천왕성의 고리들은 오래 되지 않았을 가능성이 있다. 이들의 투명도의 차이나 틈은 이들이 천왕성과 함께 형성되지 않았음을 시사한다. 고리를 이루는 물질은 고속 충돌이나 조석력으로 인해 부서진 위성이었을 수 있다.
위르뱅 르베리에
르베리에의 가장 잘 알려진 업적은 수학적 계산과 천왕성의 관측만을 통해 미발견 행성 해왕성의 존재를 예측해 냈다는 것이다. 파리 천문대 대장이었던 물리학자 프랑수아 아라고의 격려에 힘입어 르베리에는 천왕성의 관측상 궤도와 뉴턴의 중력 법칙으로 유도한 궤도 사이에 나타나는 작지만 규칙적인 불규칙성을 설명하기 위해 수 개월동안 복잡한 계산에 매달렸다. 르베리에는 몰랐지만 같은 때 영국의 존 쿠치 애덤스도 비슷한 계산을 하고 있었다. 르베리에는 애덤스보다 이틀 앞선 1846년 8월 31일에 프랑스 학회에서 천왕성의 궤도를 간섭하는 미지의 행성에 대한 최종 계산 결과를 발표했다. 그해 9월 18일에 르베리에는 자신의 계산 결과를 우편으로 베를린 천문대의 요한 고트프리트 갈레에게 보냈다. 편지는 5일 뒤에 도착했고, 1846년 9월 23일 바로 그날 밤, 갈레와 하인리히 다레스트가 염소자리와 물병자리의 사이, 르베리에의 계산에서 1° 어긋난 지점에서 해왕성을 발견했다.
디오네 (위성)
토성의 주요 일곱 개 위성 이름은 윌리엄 허셜(엔셀라두스와 미마스를 발견)의 아들 존 허셜이 붙인 것이다. 존 허셜은 자신의 1847년 작품 《희망봉에서 만들어진 천체 관측 결과》에서 일곱 위성에 그리스 신화에 나오는 크로노스의 형제자매인, 거신족의 이름을 붙였다.
명왕성
2012년 7월 11일 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 과학자들은 허블 우주망원경을 이용해 명왕성 주위를 공전하는 다섯 번째 위성을 발견했다.”고 발표했다. 이 위성은 임시 명칭인 P5 또는 S/2012로 명명되었으며 2013년 7월 2일 국제천문연맹(IAU)에서 스틱스(Styx)라는 현재의 명칭이 확정되었다. 허블망원경에 의한 초기 관측에서는 지름이 10km 내지 24km 정도인 것으로 추정되었으나 2015년 7월 13일 뉴 허라이즌스 호가 촬영하여 2015년 10월 5일 지구에 전송된 사진을 분석한 결과 장축 약 7km, 단축 약 5km 정도로, 예상보다 더 작은 천체인 것으로 나타났다.[65] 이는 2011년에 발견된 케르베로스의 크기보다 작아, 2015년 10월 현재 알려져 있는 명왕성의 5개 위성 중 스틱스가 가장 작은 위성이라 할 수 있다.
에드윈 허블
1929년, 허블은 윌슨 산의 100인치 망원경으로 은하들 사이의 거리와 적색편이의 체계적 분석을 통해 팽창 우주론을 지지하는 논문을 표하였다. 이 “허블의 법칙”이 바로 팽창우주론의 결정적 천문학적 증거였다. 1930년, 에딩턴과 드 시터 등 영향력 있는 천문학자들이 정적 우주론보다 팽창 우주론이 새로운 천체 관측 결과와 더 잘 맞는다는 사실을 인식하고, 묻혀 있던 프리드만과 르메트르의 작업이 재발견되면서 과학계의 인식은 정적우주론에서 팽창우주론으로 변화하게 되었다. 천체들 사이의 도플러 효과를 보여 주는 허블의 법칙이 팽창우주론을 뒷받침하는 강력한 증거가 되어 주었던 것이다.
명왕성
로웰 사후에는 그 미망인 콘스턴스 로웰이 천문대의 지분에 대해 유산 상속 권리를 주장해 법정 싸움이 이어지는 통에, 행성 X에 대한 탐사는 1929년 23세의 클라이드 톰보가 탐사 업무를 인계받을 때까지 재개되지 못했다.[14] 톰보는 당시 최신 기술이었던 천체 사진을 이용하여 빈 동일한 지역의 사진을 2주 간격으로 두 장을 촬영한 후, 그 이미지 사이에서 위치가 바뀐 천체를 분석하는 방법으로 탐색을 진행했다. 촬영한 방대한 사진을 열심히 분석한 결과, 톰보는 1930년 2월 18일에, 같은 해 1월 23일 및 1월 29일 촬영된 사진에서 움직이고 있다고 생각되는 천체를 발견했다. 1월 20일에 찍힌 사진도, 질은 나빴지만 움직임을 확정하기에는 충분했다.[15] 로웰 천문대는 더욱 확증적인 사진을 얻기 위해 노력했고, 이후 발견 소식을 1930년 3월 13일에 하버드 대학 천문대에 전보로 보냈다.[11] 그 후 명왕성의 사진은 1915년 3월 19일 까지 거슬러 발견되었다. 이와 같은 경위로 발견된 날짜는 일반적으로 1930년 2월 18일이지만, 소행성 센터에 등록된 목록에서 발견 일은 같은 해 1월 23일로 되어 있다.
초은하단
우주에서 초은하단이 배열되는 방식을 이해하기 위한 많은 연구가 행해져 왔다. 지도는 수십 수백만 개의 은하의 위치를 보여주기 위해 이용된다. 3차원 지도는 초은하단의 위치를 더 자세히 알기 위해 이용된다. 3차원 지도를 제작하기 위해, 천구에서 은하의 위치 뿐만 아니라 은하의 적색편이까지도 계산에 이용되었다. 은하의 적색편이는 3차원 공간에서의 위치를 알기 위해 허블의 법칙을 통해 계산에 이용된다.
천문학
20세기에 들어 하늘에 보이는 은하수가 별들의 집합인 우리은하라는 사실이 확립되었고, 이어서 우리은하 밖의 외부 은하, 그리고 우주의 팽창이 발견되었다.
현대 천문학은 또한 펄서, 퀘이사, 블레이져, 전파은하 같이 특이한 천체들을 발견하였고, 이러한 관측들은 이를 중성자별·블랙홀로 설명하는 이론의 발전에 중요한 역할을 하였다. 우주 마이크로파 배경, 허블의 법칙, 우주의 원소 함량 등의 관측이 지지하는 대폭발 이론의 등장으로, 물리적 우주론은 20세기 들어와 큰 성공을 거두었다. 우주 망원경의 발전으로 지구 대기에 흡수되어서 그동안 관측 할 수 없었던 전자기파의 영역을 통한 관측이 가능하게 되었다.
관측 가능한 우주
우주의 일부분들은 빅뱅 이후 그곳에서 방출된 빛이 지구까지 이르는 데 현재도 충분한 시간이 흐르지 않은 만큼 멀리 있기 때문에, 관측 가능한 우주의 바깥에 위치해 있다. 미래에는 먼 은하에서 오는 빛이 추가적으로 지구에 더 이르게 될 것이므로 현재 관측 가능한 우주의 바깥 부분 중 일부가 관측 가능한 우주의 영역이 될 것이다. 그렇지만 허블의 법칙에 따르면 지구로부터 충분히 멀리 있는 영역은 빛의 속도보다 더 빨리 멀어지고 있으며(특수 상대성은 동일한 국부 좌표계에서 가까이에 있는 물체들이 서로에 대해 빛보다 훨씬 빠르게 움직이는 것을 막는다. 하지만 그들 사이의 공간이 팽창할 때 멀리 있는 물체에 대해서는 그러한 제약이 없다.) 더욱이 암흑에너지로 인해 우주의 팽창속도가 가속되고 있는 것처럼 보인다. 암흑에너지를 상수(불변하는 우주상수)로 둔다면 우주의 팽창속도는 계속해서 가속되어, "미래 가시성 한계"(future visibility limit)가 존재하게 되면서 그 너머의 천체는 그 천체에서 방출된 빛이 지구에 닿을 수 없게 되기 때문에 무한한 시간이 지나도 우리의 관측 가능한 우주로 들어올 수 없게 된다. (미묘한 점은, 허블변수(허블상수)가 시간에 따라 줄어들기 때문에 지구로부터 빛보다 아주 약간 빠르게 멀어지는 은하가 종래에 지구에 도달하는 신호를 방출하는 경우도 있을 수 있다는 것이다.) 이 미래 가시성 한계는 공변거리로 190억 파섹(620억 광년) 떨어져 있는 것으로 계산되는데, 우주가 영원히 팽창을 유지할 것이라는 가정하에, 무한한 미래에 우리가 이론적으로 관측할 수 있는 은하의 수는 (일부가 실제로 적색편이 때문에 관측이 불가능하다는 문제는 제외하고)현재 관측 가능한 은하의 수의 2.36배 많다.
명왕성
1840년대 위르뱅 르베리에와 존 카우치 애덤스는 천왕성 궤도의 섭동을 분석하여, 당시에 아직 발견되지 않았던 해왕성의 존재와 그 위치를 계산하여 예측하였다.[9] 그러나 해왕성 발견 후, 이 행성의 궤도에도 오차가 있는 것으로 밝혀졌다. 이 사실은 해왕성 바깥쪽에 다른 행성이 존재한다고 여겨지게 하였다. 화성의 운하를 관측한 것으로 유명한 천문학자 퍼시벌 로웰은 해왕성 너머로 궤도에 영향을 미치는 또 다른 행성이 있을 것으로 추정하고 이를 행성 X라 불렀다.[10] 그러나 사실 명왕성의 크기는 매우 작은데다가, 명왕성보다 훨씬 큰 해왕성의 궤도에 지장을 주기에는 질량이 너무나도 작다. 그래서 계산에 의하기보다는 우연히 발견했다고 봐도 큰 무리가 없다. 나중에 관측 여건이 좋지 않아서 이러한 오차가 생긴 것임을 알게 되었다.
윌리엄 허셜
1781년 3월, 쌍성에 대한 연구를 하고 있을 때, 허셜은 nonstellar disk로 추정되는 한 물체를 발견했다. 허셜은 처음에 그것이 혜성이나 별일 것이라고 생각했다. 그는 그 물체에 대해 더 많은 관찰을 하였고, 러시아의 학술위원인 앤더스 렉셀(Anders Lexell)에 의해 궤도가 계산된 후 그것이 행성일 가능성을 발견했다. 허셜은 그 물체가 토성 너머의 행성일 것이 틀림없다고 생각했다. 그는 그가 발견한 새로운 행성을, 조지 3세의 이름을 따서-그에게 호의를 가져왔지만 그다지 마음에 들지는 않았던- "조지언 스타(Georgian star)"로 지었다. 그러나 되도록이면 영국 왕에 대해 언급하지 않으려는 프랑스에서는, 그 행성은 "천왕성"라는 국제적인 이름이 생기기 전까지 '허셜'로 알려져 있었다. 같은 년에, 허셜은 코플리 메달을 수여받았고, 왕립 학회의 일원으로 선출되었다. 1782년에 그는 "왕의 직속 천문학자(The King’s Astronomer)"라는 칭호를 받았다. 그와 그의 여동생은 1782년 8월 1일에 대칫(Datchet)으로로 나중에 이사를 하였다. 그는 계속 망원경을 만드는 일을 하였고, 국제적인 명성을 얻게 되어 영국과 유럽대륙의 천문학자들에게 60개가 넘는 반사경을 팔 수 있었다.
에드윈 허블
1921년 섀플리가 하버드 천문대의 책임자가 되어 윌슨산을 떠나면서 허블은 더 많은 시간 망원경을 관측할 수 있게 되었다. 1923년 10월 4일 저녁, 허블이 윌슨산에 와서 4년이 지난 날, 그는 100인치짜리 망원경으로 안드로메다 성운을 관측하였다. 당시 관측상태는 최악의 상태였다. 허블은 40분간 노출하여 안드로메다성운 사진을 찍었다. 다음날 사진 현상 후, 사진에서는 흠집이거나 신성이라고 볼 수 있는 점이 발견되었다. 허블은 그 점이 신성임을 다시 확인하기 위해서 안드로메다 성운을 5분간 노출하여 찍었다. 그 점은 그대로 그 자리에 있었고, 신성일 가능성이 있는 두 점을 더 발견하였다. 이후에 그는 두 번째 점이 신성임을 알아냈고, 세 번째 점이 세페이드형 변광성임을 알아냈다. 허블은 자신이 발견한 세페이드형 변광성을 이용하여 안드로메다 성운까지의 거리를 추정했다. 그 결과는 놀라웠다. 안드로메다 성운까지의 거리는 지구에서 약 90만 광년으로, 우리 은하의 지름의 길이인 10만 광년보다 훨씬 먼 거리였다. 그는 안드로메다 성운이 하나의 또 다른 은하임을 증명하여 대논쟁의 막을 내렸다. 1924년 2월, 허블이 섀플리에게 자신이 발견한 결과를 편지로 알리자, 섀플리는 “이것이 내 우주를 파괴한 편지다” 라고 말했다고 한다. 1924년 위싱턴에서 열린 미국 과학진흥협회 회의에서 허블의 성과가 발표되었는데, 그는 그 회의에서 가장 뛰어난 논문에 수여하는 1천 달러의 상금을 공동으로 수상했다.
은하
은하수가 많은 별들로 이루어져 있다는 사실은 1610년에 갈릴레오 갈릴레이에 의해 처음으로 밝혀졌다. 그는 자신이 직접 만든 망원경으로 은하수를 관찰하여 흐릿하게 성운처럼 보이는 은하수가 실제로는 개개의 별들로 분해 된다는 것을 발견했다. 1750년에는 영국의 토머스 라이트(Thomas Wright)가 은하수는 많은 항성이 중력으로 묶여 회전하는 천체로, 이것을 내부에서 보고 있기 때문에 하늘에서 띠 모양으로 보이는 것이라는 설을 태양계에 대한 관측에서 유추하였다.
허블 우주망원경
우주구조 및 심우주 고대 외부은하 근적외선 탐사는 WFC3/IR 및 ACS로 촬영한 250,000 개 이상의 은하의 심우주 사진을 통해 z = 8에서 1.5에 이르는 은하 진화사의 3분의 1을 기록하도록 계획되었다. 또한 최초로 z > 1.5인 1a형 초신성을 발견하여 우주론에서 표준촛불로서의 정확성을 확고히 할 계획이다. 그러기 위해 주요 다중 파장 관찰 영역 다섯 곳이 선정되었다. 각 영역은 스피처와 그 외 장비로 관측한 다중 파장 자료와 밝은 은하에 대한 광범위한 분광탐사 자료를 가지고 있다. 폭넓게 분리된 다섯 영역을 이용해서 우주의 정량적 변화와 z ~ 8까지 109 태양질량에 이르는 은하들의 통계학적으로 유의성 높고 완벽한 표본을 산출한다.
천하도
천하도 (天下圖)는 조선 중기 이후 유행하게 된 지도로서 중화사상과 상상적 세계관을 바탕으로 만들어진 원형의 세계지도이다.
점성술
몇몇 점성가들은 모든 행성들의 위치가 고려되어야 한다는 주장이 있지만, 점성가들이 천궁도에서 오류들의 근거가 되는 해왕성의 존재를 예측할 수는 없었다.[47] 대신에, 해왕성은 만유인력의 법칙의 사용으로 예측된다. 천왕성과 해왕성, 명왕성의 점성술 화법으로의 접목은 임기응변적 기저로 행해졌다.[3]
행성 X
행성 X가 존재한다는 가설은 천왕성과 해왕성의 궤도운동에서 이론적인 모순이 보였기 때문이다. 처음에는 9번째 행성으로, 1930년에 명왕성이 발견된 이후에는 10번째 행성으로 불렸다. 이 모순은 많은 관측으로 거의 해소되었지만, 20세기 말 이후에 발견된 수많은 태양계 외부 천체의 분포, 장주기 혜성의 기원 등을 설명하는 근거로 다시 행성 X의 존재를 가정하는 가설이 제기되고 있다.
메시에 2
1746년 Jean-Dominique Maraldi가 처음 관측하였으며, 1760년 샤를 메시에가 재발견하였지만, 항성을 포함하지 않은 성운이라고 생각하였다. 1794년 윌리엄 허셜은 관측을 통해 처음으로 이 성단이 별의 무리로 이루어졌음을 확인했다. 
해왕성
보이저는 해왕성을 둘러싼 자기장의 존재를 발견했으며, 이 자기장은 천왕성의 자기장처럼 중심에서 갈라져 나와 자전축에 대해 심하게 기울어 있다는 것을 밝혀냈고, 해왕성의 자전 주기는 전파 방출을 분석하여 측정했다. 또한 보이저는 해왕성에 놀랄 만큼 활동적인 기후 시스템이 있다는 것을 발견했으며, 여섯 개의 위성과 한 개 이상의 고리가 새로 발견되었다.
행성 X
명왕성은 행성 X를 탐색하는 과정에서 발견된 천체였지만, 연구자들이 찾고있던 행성 X는 아니었다. 2006년 8월 24일, 국제천문연맹 총회에서 태양계의 행성 정의를 결정하면서 태양계의 행성은 해왕성까지 8개가 되었다. 이후 행성 크기의 천체가 발견된다고 하더라도, 국제천문연맹의 정의에 비추어 행성으로 인정될지는 불분명하다.
베스토 슬라이퍼
슬라이퍼는 에서 태어나, 1909년에 인디애나 대학에서 박사학위를 마쳤다. 그는 평생 동안 아리조나 플래그스태프에 위치한 로웰 천문대()에서 재직하였는데, 1915년과 1916년에는 각각 부 대장과 대장 대행으로 승진하였고, 1926년에 마침내 천문대 대장이 되어 1952년에 은퇴할 때까지 재직하였다. 그는 천체분광법을 이용해서 행성들의 자전 주기를 측정하고, 행성 대기의 성분을 연구하였다. 1929년에는 지구대기의 중간권에 존재하는 나트륨 층()을 발견하였다. 그는 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh)를 고용하였고, 톰보는 1930년에 명왕성을 발견하였다. 그의 가장 큰 업적은 1912년에 은하들의 스펙트럼 선들의 파장이 다르게 보이는 현상(은하들의 적색편이)을 처음으로 발견한 것 이다.
흔히 에드윈 허블이 천체들의 적색편이를 처음으로 발견했다고 잘 못 알려져 있는데, 은하의 적색편이는 베스토 슬라이퍼에 의해 1910년대에 처음으로 관측되었으나, 당시엔 널리 알려지지 않았다. 실제로 적색편이와 그 중요성은 이미 1917년이전에 슬라이퍼 뿐만 아니라 제임스 킬러()와 윌리엄 캠벨()등에 의해 잘 이해되고 있었다. 허블과 은 슬라이퍼가 관측한 은하의 적색편이 자료와 자신들이 측정한 은하까지의 거리에 대한 자료를 종합하여, 은하까지의 거리와 적색편이가 비례한다는 사실을 발견하였다. 이 적색편이-거리 사이의 상관관계는 현재 허블의 법칙으로 알려져 있으며, 우주 팽창 모형의 기초가 되었다.
천왕성
천왕성은 84년 주기로 태양을 30억 km ( 약 20 천문단위 ) 거리에서 한 바퀴 돈다. 천왕성에서 태양을 본다면 지구에서보다 400배 희미하게 보일 것이다. 궤도 요소들은 피에르-시몽 라플라스에 의해 1783년 처음으로 계산되었다. 이후 1841년 존 카우치 애덤스는 처음으로 천왕성의 중력적 영향에 의한 새로운 행성 예견을 하였으며, 1845년에 르 비에르는 천왕성의 궤도에 대한 독자적인 연구를 시작했다. 1846년 9월 23일, 요한 갓필드 갈레는 새 행성을 찾았으며, 이후 이름을 "해왕성"이라 지었다. 그것은 르 비에르가 예견했던 곳과 매우 비슷한 곳에서 발견된 것이다.
천왕성의 위성
가장 먼저 발견된 위성은 티타니아와 오베론으로,1787년 1월 11일, 윌리엄 허셜이 발견하였다. 티타니아와 오베론은 그 다음으로 아리엘과 움브리엘은 1851년 윌리엄 라셀이 발견하였다. 1852년, 허셜의 아들 존 허셜이 이들 발견된 네 위성에 이름을 붙였다. 1948년 제러드 카이퍼가 마지막 주요 위성인 미란다를 발견하였다.
천왕성
천왕성(天王星, Uranus)은 태양에서부터 일곱번째로 떨어져 있으며 세 번째로 반지름이 크고 네 번째로 질량이 큰 태양계의 행성이다. 영어 이름 '우라노스(Uranus)'는 크로노스의 아버지이자 제우스의 할아버지인 그리스의 신 우라노스에서 따온 것이다.() 이 행성은 기존의 다섯 행성들처럼 맨눈으로 볼 수 있음에도 불구하고 하늘에서 매우 느리게 움직이는데다 매우 어둡기 때문에 그 존재가 오랫동안 인류에게 밝혀지지 않았다. 천왕성은 여러 다른 천문학자들에게 맨눈으로 관측되기도 하였으나, 그들은 모두 천왕성을 어두운 별이라고 생각하였다. 천왕성의 최초 발견자로 불리는 윌리엄 허셜 경도 천왕성을 아주 큰 망원경으로 보고 동그란 모양이라는 점 때문에 처음엔 꼬리가 발달하지 않은 혜성인 줄 알았다고 한다. 그는 1781년 3월 13일 천왕성의 발견을 공식적으로 발표했으며 근대 천문학사에서 최초로 다섯 행성 너머로 태양계의 지평을 넓히는 업적을 남겼다. 천왕성은 맨눈이 아닌 기술망원경을 이용하여 발견한 최초의 행성이기도 하다.
에드윈 허블
보통 나선은하에는 젊은 별들과, 별 생성이 일어나는 곳들이 여러 군데 있는데 반면 타원은하에서는 오래된 성단들이 많이 관찰된다. 따라서 여러 과학자들은 타원은하와 렌즈은하가 나선은하와 불규칙 은하보다 더 일직 진화했다는 설을 내놓았다. 그렇지만 이와 같은 접근은 오류가 있는데, “허블 순차”가 은하가 진화한다는 것을 함축하고 있다는 가정을 하고 있기 때문에다. 하지만, 허블은 허블 순차에 대한 시간적인 해석은 전혀 의도하지 않았다고 말했다. 또한, 최근의 연구에서는 우주의 탄생 직후에는 나선은하와 불규칙 은하가 많았으며, 이로부터 타원 은하와 렌즈 은하가 진화했다고 보고 있다.
점성술의 행성
점성학적으로 현대적 해석은 천왕성을 천재, 개성, 새롭고 인습에 얽매이지 않은 관념, 발견, 전기, 발명, 그리고 산업혁명의 시작과 연관시킨다. 천왕성은 사회, 모임, 인도주의적이며 진보주의적인 이상에 전념하는 단체를 다스린다. 급작스럽고 예기치 않은 변화의 행성인 천왕성은 자유와 독창성을 다스린다. 사히에서 이것은 기존 체체를 뒤엎는 혁명적인 사건 뿐만 아니라, 급진적인 사상과 사람들을 다스린다. 모든 행성들 중 천왕성이 대부분 천재를 다스린다.
IC 1101
IC 1101은 1790년 6월 19일 영국의 천문학자 프레드릭 윌리엄 허셜에 의해 발견되었다. 그리고 100년이 지나 1895년 존 루이스 에밀 드라이어에 의해 성운 및 성단에 대한 색인 목록(IC)의 1,101번째 천체로 수록되었다. 발견 당시에 IC 1101은 성운적 특징을 가진 것으로 확인되었었다. 1932년에 "성운적 특징"을 가진 천체 일부가 실제로는 독립된 은하라는 에드윈 허블의 발견에 따라, 후에 여러 천체 분석이 진행되면서 IC 1101은 독립된 은하 중 하나로 확인되었다.
천문학사
천체 역학의 성과를 토대로 생산의 시대에 전성기를 누렸던 기계론적 자연관은 차차 자취를 감추고, 이에 대신하여 에너지론적 자연관이 주류를 이루기 시작했다. 이와 같은 동향은 기계의 원동력을 탐구해 가는 동안에 제1차 산업 혁명기 (18세기 후반 ~ 19세기 중엽)에 주로 열역학·광학의 법칙이 발견되고, 제2차 산업 혁명 (19세기 중엽 ~ 19세기 말엽)에 주로 전자기의 법칙이 발견된 결과이다. 열·빛·전기·자기에 관한 여러 가지 현상은 힘에 관한 현상을 포함하여 서로 밀접한 관련이 있으며, 이들 모든 자연 현상은 에너지의 드나듬에 의해서 환산된다고 하는 견해가 지배적인 것이 되었다. 그리고 이와 같은 입장에서 천체 연구에도 물리학의 여러 방법이 응용되었다. 옛날 그리스의 히파르쿠스 (Hipparchus)에 의해 시도되었던 항성 (恒星)의 등급 결정은 천체광의 정량적 연구였고, 이에 대하여 1666년 뉴턴에 의하여 창시된 일광의 스펙트럼 분석은 천체광의 정성적 연구였다. 19세기에 들어서 1830년에 광도계, 1814년에 분광계가 천체 관측에 채택되자 이러한 천체 물리학의 분야가 발전했다.
천왕성
이 위성들중에 아리엘은 적은 충돌크레이터와 함께 가장 표면이 젊고, 움브리엘이 가장 늙은 표면을 가진 것으로 보인다. 미란다의 단층 협곡은 20km정도로 깊으며, 표면 나이와 형질이 혼란스러울 정도로 다양한 위성이다. 미란다의 과거 지질적 활동성은 궤도가 지금보더 더 타원에 가까웠던 때의 조석열때문으로 추정되며, 움브리엘과의 3:1 궤도 공명 구조에 의해 생긴 조석열으로 추정된다. 비슷하게, 아리엘과 티타니아 역시 4:1 궤도 공명을 가지고 있는 것으로 추정된다.
윌리엄 허셜
프레더릭 윌리엄 허셜(Frederick William Herschel, 1738년 11월 15일~1822년 8월 25일)은 독일에서 태어난 천문학자이고, 전문적인 기술자이며, 작곡가이다. 하노버에서 태어났으며, 19세에 영국으로 이민을 가기 전까지 아버지를 따라 하노버의 군악대에서 지냈다. 그 후, 음악이론에 심취해서 영국에서 저명한 음악가가 되었으며, 24개의 교향곡, 7개의 바이올린 협주곡 등 수백 곡을 작곡하기도 하였다. 30대 중반 이후에는 천문학에 매진했는데, 그는 천왕성과 그 위성인 티타니아와 오베론을 발견했고, 후에 토성의 두 위성인 미마스와 엔셀라두스를 발견하는 등 천문학에서 수많은 업적들을 남겼다. 그리고 우주가 별의 집단인 은하들이 수없이 많이 모여 이루어진다는 은하 이론을 정립했고, 아직도 이 틀은 유지되고 있다. 이외에도 적외선을 발견하고, 현미경을 이용해 산호가 동물의 특징을 지닌다는 것을 알아내는 등 다양한 분야에서 활동했다.
천문학
행성천문학은 행성, 위성, 왜행성, 혜성, 소행성, 기타 태양을 공전하는 다른 천체들, 그리고 외계 행성 집단들을 연구 대상으로 다룬다. 태양계는 상대적으로 연구가 많이 이루어졌으며, 과거에는 관측 도구로 주로 망원경을 이용했으며 최근에는 우주 탐사선이 많은 역할을 하고 있다. 일련의 탐사로 인해 태양계의 형성과 진화에 관해 많은 지식을 얻게 되었으며, 새로운 사실들이 계속하여 발견되고 있다.
항성
17세기 별자리의 이름을 그 구역 안의 별 이름 앞에 붙이게 된다. 독일 천문학자 요한 바이어는 성도(星圖)를 만들고 각 별자리 구역 내에 있는 별의 밝기 기준으로 그리스 문자를 붙였다. 그 뒤 영국 천문학자 존 플램스티드는 아라비아 숫자를 이용하여 플램스티드 명명법을 개발한다. 이후 여러 성표가 작성되면서 다양한 항성 목록 분류법이 개발되었다.
성운의 왕국
인류의 철학적 고민을 단번에 해결한 관측 결과를, 인류의 인식 체계를 통째로 뒤바꾼 사실을 이 책은 설명하고 있다. 발견자인 허블 자신이 직접 설명해 준 이 책이야말로 코페르니쿠스의 ≪천구의 회전에 관하여≫, 케플러의 ≪신천문학≫과 ≪우주의 조화≫, 갈릴레오의 ≪시데레우스 눈치우스≫, ≪2개의 주된 우주 체계에 관한 대화≫, ≪새로운 두 과학에 관한 논의와 수학적 논증≫, 뉴턴의 ≪프린키피아≫와 같은 고전 중의 고전이라고 할 수 있다.
대폭발
1924년 초, 허블은 윌슨 산 천문대에 설치된 100 인치 (2,500mm) 구경의 후커 망원경을 사용하여, 우주 거리 사다리의 시초라 할 수 있는 원거리 계산법을 개발하였다. 이로써 그는, 대부분 슬라이퍼에 의해 이미 적색 편이가 계산된 은하들의 거리를 추산할 수 있었다. 1929년 허블은 허블의 법칙으로 알려진, 거리와 후퇴 속도와의 관계를 발견해냈다.[2][14] 르메트르는 우주원리를 통해, 이미 이러한 발견을 예견한 바 있다.[15]
성운의 왕국
허블이 발견한 것은 단순히 위대한 발견 중 하나가 아니다. 인간이 알고 있던 우주의 크기를 혁명적으로 넓힌 것이다. 1543년 코페르니쿠스가 제안했던 원리를 실현하는 발견이었다. 지구가 우주의 중심이 아니라던 그의 주장은 우주의 중심을 태양으로 옮겨 놓았을 뿐이었다. 오랫동안 우주의 중심은 태양이었다. 태양이 우주의 중심 자리를 은하수의 중심 자리에 내어주려던 순간, 우주는 중심을 잃고 만다. 허블이 우리 은하와 비슷한 은하를 엄청나게 발견했기 때문이다. 우주는 우리 은하를 중심으로 팽창하는 것이 아니다. 우주의 팽창에는 중심이 없다. 우주에는 특별한 중심도 없고 특별한 은하도 없다. 비슷한 은하들이 여기저기 거의 균등하게 분포한다. 코페르니쿠스의 주장이 진정으로 실현되는 순간이다.
윌리엄 허긴스
윌리엄 허긴스 경(Sir William Huggins, , KCB, FRS, 1824년 2월 7일~1910년 5월 12일)은 영국의 천문학자이다. 런던에서 태어났다. 어릴 때부터 천문학에 흥미를 보였고, 후에 런던에다 사설 천문대를 세워서 천체의 스펙트럼을 연구하였다. 후에 분광기를 발명하고 항성의 스펙트럼 분석으로 항성이 나트륨·칼슘·철·수소 등의 원소를 가지고 있다는 사실을 발견하였다.
천문학
망원경의 크기과 성능이 향상되면서 많은 천문학적 발견들이 이루어졌다. 프랑스 천문학자 라카유에 의해 방대한 별의 목록이 만들어졌으며, 허셜은 방대한 성운·성단목록을 제작했고, 1781년에는 처음으로 새로운 행성인 천왕성을 발견하게 된다. 1838년에는 베셀이 백조자리 61별의 연주시차를 측정함으로써 처음으로 별까지의 거리를 측정하였다.
18-19세기 중에는 오일러, 클레로, 달랑베르등이 삼체문제를 해결하기 위해 많은 노력을 기울였으며, 이로써 달과 태양의 위치를 보다 정확히 예측할 수 있게 되었다. 라그랑주와 라플라스는 이러한 노력을 더욱 발전시켜서, 달과 행성의 섭동으로부터 질량을 추정하기도 했다.
천문학사
20세기에 들어와서 1900년에 등장한 양자론(量子論)에 의해 천체 물리학의 이론적 기초가 확립되었다. 1938년의 연주 시차의 검증은 태양중심설의 결정타가 됨과 동시에 항성의 거리 측정의 길을 열어 주었다. 이에 의하여 천문학의 대상 영역은 태양계를 넘어서서 은하계로 전개되었다. 항성의 위치·거리·운동·반지름 등의 기하학량(幾何學量)과 항성의 등급·광도·색깔·스펙트럼·표면 온도·질량 등의 물리량들은 직접 관측할 수 있는 자료를 기초로 순차적으로 도출(導出) 산정(算定)되는 것인데, 많은 수의 항성 자료의 통계적 처리 결과 몇 쌍의 특정의 두 양(量)을 직결하는 경험법칙이 발견되었다. 예를 들면 항성의 스펙트럼형(型)과 광도(헤르츠스프룽 러셀도, Hert－Russell圖, 혹은 간단히 H－R圖, 1913), 연성(連星)의 질량과 광도(1924), 맥동성(脈動星)의 변광 주기와 광도(1908) 등의 사이에 성립되는 관계이다.
위성 목록
지구의 달이 아닌 위성의 공식적인 최초의 발견은 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 목성의 네 개의 위성인 갈릴레이 위성을 발견한 것이다. 다음 3세기 동안은 그저 몇 개의 위성들만 발견되었다. 1970년 다른 행성에 대한 탐사, 특히 보이저 1호와 보이저 2호에 의해서, 갑자기 관찰된 위성의 수가 증가하였고, 2000년대 들어 광학 망원경의 관찰로 인해 불규칙 위성과 같은 많은 위성들을 발견하였다.
겉보기 역행 운동
흥미롭게도, 갈릴레오의 그림들은 1612년 12월 28일에 그가 해왕성을 처음 관측했고, 1613년 1월 27일에 다시 관측했음을 보여준다. 두 경우 모두, 밤하늘에서 해왕성이 목성과 매우 가깝게 (합에) 있었을 때, 갈릴레오는 그것을 항성으로 오인했고, 그러므로, 그가 해왕성의 발견자로 인정되지 않는다. 1612년 12월에 그의 최초 발견의 기간 동안, 해왕성은 그것은 밤하늘에서의 정지 상태에 있었고, 바로 그날에 역행으로 돌아섰다. 그 기간에 해왕성은 연간의 역행 주기를 시작하고 있었으므로, 그 행성의 이동은 갈릴레오의 작은 망원경으로 발견되기에는 너무 경미했다.
항성
윌리엄 허셜은 밤하늘 항성의 분포 상태를 측정한 최초의 천문학자이다. 1780년대 그는 600개에 이르는 방향을 기준으로 삼고, 각 구역 내 시선 방향을 따라 관측한 별의 수를 세었다. 이 방법으로 그는 별의 밀도가 우리 은하 중심 방향으로 갈수록 증가한다는 사실을 발견했다. 윌리엄 허셜의 아들 존 허셜은 아버지의 연구를 물려받아 남반구 하늘에서 같은 작업을 수행했고, 남반구에서도 은하 중심 방향으로 갈수록 별이 많아짐을 알아냈다.[13] 또 윌리엄 허셜은 몇몇 별은 시선 방향과 일치하게 자리 잡지 않으며 동반 천체를 거느리는 쌍성 구조를 지님을 발견하였다.
천왕성
허셜은 자신의 논문에 천왕성을 "황소자리 제타 근처에 있는 성운 비슷한 별 혹은 혜성"이라고 표현했다. 3월 17일 허셜은 다음과 같이 기술했다. "나는 혜성 혹은 성운 비슷한 별을 찾았으며 이제 그 별이 위치를 바꿨다는 점에서 혜성임을 알았다." 그는 자신의 발견 사실을 왕립 학회에 제출할 때 자신이 혜성 하나를 발견했다고 계속 주장하면서도 이를 명시적으로 행성에 비유했다.
허셜은 이 발견을 왕실천문관 네빌 마스켈라인에게 알렸고, 4월 23일에 당황한 마스켈라인의 답신을 받았다. "나는 이걸 뭐라고 해야 할 지 모르겠다. 혜성이 상당히 타원형의 궤도를 도는 데 비해, 이 천체는 마치 행성과 같이 태양을 거의 원형의 궤도로 공전하고 있다. 코마나 꼬리 같은 것은 관측하지 못했다."
허블 우주망원경
허블의 관찰 자료로 이루어진 다른 발견으로는 오리온 성운의 원시행성계원반 및[126] 태양과 같은 별들 주변에 외계행성들이 존재한다는 증거와[127] 수수께끼로 남아 있는 감마선 폭발의 광학적 실체가 있다.[128] 또 HST는 왜소행성인 명왕성[129]과 에리스[130]를 포함하여 태양계 외곽에 있는 천체들의 연구에 쓰이기도 하였다.
천문학사
통계 천문학의 원조는 윌리엄 허셜이다. 그는 1784년 항성의 광도의 천구면 분포를 통계로 나타내어 은하계의 형상을 추정하였고, 1783년에는 근거리 항성의 고유 운동을 통계로 나타내어 태양의 공간 운동을 확인했다. 1918년 미국에 대형 망원경이 설치되어 관측 가능 범위가 증대되고, 외은하계(外銀河系)의 자료가 집적되어 은하의 모습을 상상할 수 있게 되었다. 이들을 관측하는 데에 필요한 것은 대형 망원경 외에 1850년경 이후 개발된 천체 사진술이었고, 우주 구조론에 도움이 되는 기초 이론은 1915년에 발표된 상대성 이론이었다.
NGC목록
NGC목록(New Generel Catalog)은 영국의 천문학자 였던 윌리엄 허셜,허셜의 아들,드레이어가 만든 목록이다. NGC목록은 북반구와 남반구 즉, 온 지구에서 볼 수 있는 딥 스카이(deep sky)목록 7840개를 정리한 목록이다.
해왕성의 발견
해왕성은 직접 관측되기 전에 수학적으로 먼저 그 존재가 예측된 행성이다. 프랑스의 위르뱅 르베리에가 그 위치를 계산했고, 1846년 9월 23일 밤과 24일 새벽 사이에 천문학자 요한 고트프리트 갈레와 하인리히 다레스트가 베를린 천문대에서 르베리에의 계산에 따라 해왕성을 발견했다. 이 사건은 19세기 과학의 눈부신 성과였으며 뉴턴의 만유 인력 법칙을 극적으로 확인하는 실례가 되었다. 프랑수아 아라고의 말에 따르면 르베리에는 "자기 펜 끝으로" 행성을 발견한 셈이 된 것이다.
우주에서의 지구의 위치
우주에서 지구의 위치에 대한 지식은 근 400년 동안 망원경 관찰로 축적된 자료에 바탕이 되었고 20세기에 들어서 기하급수적으로 팽창하였다. 초기에는 맨눈으로 볼수있는 행성들과 고대의 행성들로 만들어진 지구 위주의 지구중심설이 거론되었지만, 17세기에 들어서 태양중심설이 받아들여지고 윌리엄 허셜을 포함한 다른 과학자들의 관측으로 인해 태양은 디스크 모양의 방대한 은하 사이에 존재하는 수많은 항성들 중 하나인 것을 밝혀냈다. 20세기에는 나선 은하의 관측으로 인해 우리 은하는 팽창하는 우주안에 존재하는 수십억 개의 은하 중 하나일 뿐인 것을 밝혀냈으며 두 가지 부류인 은하단과 초은하단으로 나뉘었다. 21세기에 들어서는 초은하단이 복잡한 은하 필라멘트와 초공동으로 형성되면서 관측 가능한 우주의 구조에 대한 지식이 더욱 정확하고 확실해지고 있다. 초은하단, 은하 필라멘트와 초공동은 아마도 우주에서 가장 크고 일관성있는 구조일 것이다. 커다란 규모에서는 (1000 메가파섹 이상) 우주가 균질적으로 변하며 모든 구성원들은 평균 밀도, 구성, 구조가 같아진다.
에드윈 허블
허블은 성운까지의 거리를 측정해 많은 성운들이 독립된 은하라는 것을 증명하여 몇 년 동안 천문학계에서 최고의 권위를 누리고 있었다. 멀어지는 은하가 많다는 슬라이퍼의 관측 결과를 알게 되었을 때, 그는 이 현상을 밝혀야 한다는 사명감을 느꼈다. 허블은 당시 윌슨산 천문대의 천문사진가인 밀턴 휴메이슨과 함께 은하를 관측하였다. 두 사람은 일을 분담하여, 허블은 은하들까지의 거리를 측정하고, 휴메이슨은 은하들의 도플러 편이를 측정하였다. 1929년 허블과 휴메이슨은 46개 은하들의 적색편이와 거리를 측정하였고, 관측한 은하들의 데이터를 속도와 거리를 각각의 축으로 하는 그래프 위에 나타내었다. 그 그래프는 은하의 속도가 거리에 비례함을 나타내고 있었다. 허블은 이 그래프를 ‘외계 은하 성운의 시선속도와 거리 사이의 관계(A Relation between DISTANCE and RADIAL VELOCITY among EXTRA-GALACTIC NEBULAE)’ 라는 제목의 6쪽짜리 논문에 실었다. 허블과 휴메이슨은 계속 관측하여 1931년 더 멀리 있는 은하들을 측정하고 새로운 논문을 발표하였다. 그 논문은 우주가 팽창하고 있다는 것을 알려주었다. 이것은 당시 조르주 르메트르와 알렉산드르 프리드만이 제시한 대폭발 이론을 증명하는 최초의 확실한 증거였다고 한다. 그는 그의 유명세를 통하여 팔로마산의 200인치 망원경의 계획과 건립에 힘썼다. 1953년 9월 28일 허블이 뇌경색으로 세상을 떠나기 전까지 은하의 연구에 이 망원경을 사용했다고 한다.
해왕성
해왕성과 지구 사이의 엄청난 거리 때문에 해왕성의 각지름은 2.2 ~ 2.4각분밖에 되지 않는데, 태양계의 행성들 중 가장 작은 값이다. 육안으로 보이는 크기가 너무 작아서 해왕성을 육안으로 연구하는 것은 매우 어렵다. 허블 우주 망원경과 적응 제어 광학 기술을 사용한 거대 지상 망원경들이 출현하기 전에는 망원경 관측도 힘들었다.
지상기반 망원경을 사용한 과학적으로 유용했던 해왕성의 첫번째 관측은 1997년 하와이에서 시작되었다. 기술발전의 발전과 함께, 지상기반 광학망원경은 해왕성의 이미지를 더욱 상세하게 기록하고 있다. 1990년대 중반부터 허블망원경 뿐만 아니라 지구의 광학망원경은 발견되는 위성의 수가 증급하는 등 태양계에 대한 새로운 발견을 계속 해오고 있다. 2004년과 2005년, 해왕성의 새로운 5개의 작은 위성은 지름이 38km에서 61km 사이에서 발견되었다.
고주파대에서의 해왕성의 발견은 해왕성의 원천이 지속적인 분출과 불규칙적인 파열라는 것을 보여준다. 두 원천은 해왕성의 회전 자계로 비롯된다고 생각 된다.
밴 앨런대
Van Allen Radiation Belt를 유지하기 유지하기에 충분히 강력한 자기장이 태양계의 행성과 행성 간에 존재한다. 그러나 대부분의 이러한 관측자료는 불충분하게 매핑되어 있다. Voyager Program(Voyager 2)는 명목상으로만 천왕성과 해왕성에 비슷한 존재를 확인했다.
길이
윌리엄 허블은 다양한 은하의 후퇴속도를 측정하고 그 은하까지의 거리를 비교해 그래프로 만들었다. 후퇴 속도와 천체까지의 거리는 비례하는데 이를 허블의 법칙이라고 한다.
히페리온 (위성)
히페리온은 존 허셜이 1847년 발간한 "희망봉에서 이루어진 천문관측 결과"에서 기존 7개의 위성 이름을 결정한 직후 발견된 것이다. 윌리엄 라셀은 존 허셜의 작명을 기준으로 새로 발견한 위성에 히페리온의 이름을 붙였다. 그는 본드 부자보다 히페리온을 먼저 발견한 것으로 인정받았다.
구상성단
윌리엄 허셜은 1782년 커다란 망원경들을 사용한 조사를 진행하여 그때까지 알려져 있던 구상성단 33개의 별을 모두 분해해냈다. 또한 그는 성단을 37개 더 발견했다. 허셜의 1789년 심원천체 목록에서 그는 "구상성단"("globular cluster")이라는 용어를 처음으로 사용했다.
해왕성
행성이 발견되자, 누가 먼저 발견했느냐, 누구에게 공로를 돌리느냐를 두고 프랑스와 영국 사이에 민족주의적 경쟁이 일어났다. 결국 르베리에와 애덤스 둘 다에게 공로가 있다는 국제적 총의가 형성되었다. 하지만 1998년에 미국의 천문학자 올린 에겐이 훔쳐 칠레로 도망갔던, 〈해왕성 문서〉("Neptune papers"; 왕립 그리니치 천문대의 역사적 문서)가 재발견되면서 역사가들이 이 문제를 다시 다루게 된다. 문서를 검토한 뒤, 일부 역사가들은 애덤스는 르베리에와 동등하게 대접받을 자격이 없다고 주장했다. 데니스 롤린스는 1966년부터 애덤스가 공동발견의 권리를 주장할 자격이 있는지에 대해 질문을 던져 왔다. 1992년, 저널 《디오》("Dio")에서 롤린스는 영국이 공로를 "훔쳐갔다"고 간주했다. “애덤스가 계산을 좀 하긴 했지만, 그는 해왕성이 정확히 어디 있는지의 문제에는 확신이 없었다.” 〈행성 도난 사건: 영국인들이 해왕성을 훔쳤다!〉논문을 쓴 유니버시티 칼리지 런던의 니콜라스 콜러스트롬의 말이다.
우주
그러나, 에드윈 허블이 적색편이를 발견하면서 허블의 법칙을 수립하였고,1964년 관측된 우주 배경 복사에 의해 입증되었다. 현대의 우주론은 허블의 법칙을 바탕으로 한 대폭발 이론으로 우주가 매우 작은 공간에서 급속히 확산되어 오늘날과 같은 모습이 되었다고 본다. 한편, 1920년대 러시아의 프라스만은 아인슈타인의 일반상대성이론으로 우주의 팽창을 설명하는 방정식을 유도한 바 있다.[33] 훗날 아인슈타인은 우주상수의 삽입이 자신의 일생일대의 실수라고 인정하였다.[32]
관측 가능한 우주
대부분의 우주론자들은 대규모 구조에서 천체물리학을 거의 다루지 않지만, 구조의 조직도는 항성 수준에서 시작하는 것이 틀림없다. 별들은 은하를 이루며, 은하는 차례차례 은하군과 은하단, 초은하단, 은하시트, 은하필라멘트 및 은하벽을 이루며, 이들은 거대한 거시공동과 분리되어 있어, 그와 함께 거대한 거품 구조, 혹은 "우주그물"을 이룬다. 1989년 이전까지, 현존하는 가장 거대한 구조로는 흔히 비리얼화 된 은하단이며, 이들은 모든 방향으로 우주 도처에 거의 균일하게 분포해 있을 것이라 여겨졌다. 그러나 1980년대 초 이후로 그보다 더 거대하고, 더 거대한 구조가 발견되어 왔다. 1983년, 에이드리언 웹스터는 다섯 개의 퀘이사로 이루어져 있는 거대퀘이사군인, 웹스터 LQG를 발견하였다. 이 발견은 대규모 구조에 대한 첫 발견이었으며, 우주에서 물질의 군집화가 얼만큼까지 되어 있는지에 대한 인식을 넓혀준 계기였다. 1987년에는 로버트 브렌트 툴리가 우리은하가 포함되어 있는 은하필라멘트인, 물고기자리-고래자리 복합 초은하단을 발견하였다. 이것의 폭은 약 10억 광년이다. 동일한 해에는 은하가 없는 특이하게 거대한 공간이 발견되었는데, 폭 13억 광년의 거대공동(Giant Void)이다. 적색편이 탐사 자료에 근거하여, 1989년에 마거렛 겔러와 존 허츠라는 길이 5억 광년 이상, 폭 2억 광년, 두께 1,500만 광년의 은하시트인 "장벽"을 발견하였다. 이러한 구조의 존재는 적색편이로부터 거리 정보를 가진 은하에 대해 위치 정보를 결합하여 3차원 공간에서의 은하의 위치를 필요로 하기 때문에 오래동안 눈에 띄지 않았다. 2년 후, 천문학자 로저 G. 클로즈와 루이스 E. 캄푸사노는 폭이 최대 20억 광년에 달하는 거대퀘이사군인 클로즈-캄푸사노 LQG를 발견하였으며, 이는 이것이 발표된 시점에서 발견된 것 중 가장 큰 구조였다. 2003년 4월, 또다른 거대구조가 발견되었는데, 슬론 장벽이다. 2007년 8월에는 초거시공동 후보가 에리다누스자리에서 발견되기도 하였다. 이 초거시공동은 마이크로파로 전천을 들여다 보았을 때 생긴 차가운 지역인 "CMB 냉점"(cold spot)과 일치하였는데, 현재 선호되는 우주론 모형에서는 존재하기 쉽지 않은 것이었다. 이 초거시공동은 냉점의 원인이며, 앞서 언급한 거대공동보다도 더 큰, 10억 광년을 가로지를 정도로 특출나게 거대하다.
신판일반목록
본래의 신판일반목록은 존 루이스 에밀 드레이어가 윌리엄 허셜 및 그의 아들 존 허셜의 관측을 통해 1880년대에 작성한 것이다. 드레이어는 이미 약 1,000 개의 새로운 천체를 포함한 허셜의 "성운 및 성단에 관한 일반목록"(GC)의 부록을 발표했었다. 1886년에 그는 일반목록에 대한 두번째 부록을 만들자고 제안했었지만, 영국 왕립천문학회에서는 드레이어에게 일반목록의 부록 대신에 신판을 만들어 달라고 부탁하였다. 이는 1888년 왕립천문학회 회고록의 "신판일반목록"의 발표로 이어진다.