天の川銀河が約 100 億年前に成長し、形を成し、独自のビジネスに専念していたとき、別の小さな銀河との大規模な正面衝突に見舞われました。その宇宙の大変動は天の川の構造を永遠に変え、銀河の中心にある超大質量ブラックホールからスピンアウトする太い渦巻きを形作った. 2 つの新しい研究 (1 つは今月初めに発表され、もう 1 つはまだ査読中) は、これまで気づかれていなかったこの出来事の証拠を説明しています。
「これは大きな前進です」と、ウィスコンシン大学の天体物理学者で、新しい研究とは無関係の Elena D'Onghia は言いました。 「天の川の歴史がどのようなものか、ようやくわかるので興味深いです。」
何年も後に衝突の証拠を発見するために、天文学者は銀河の考古学者のように働き、生き残った無数の情報源をふるいにかけ、利用可能な証拠と一致する物語をつなぎ合わせる必要があります.両方の研究チームは、欧州宇宙機関のガイア宇宙望遠鏡からのデータに依存していました。ガイア宇宙望遠鏡は、何百万もの星の非常に豊富な伝記を何年もかけて収集してきました。それらの位置と動きだけでなく、多くの星について、明るさ、温度、年齢、組成も同様です。彼らは本質的に、天の川の高解像度の多次元マップを作成し、これらのマップを使用して、昔の衝突の記憶を保持しているように見える古い星の異常な集団を見つけました。コロンビア大学の天体物理学者であるキャスリン・ジョンストン氏は、「ガイアの結果は、私たちがおそらくそこにあると疑っていたが見たことのないものを銀河で見ることを本当に可能にしています.
劇的な衝突の兆候は以前にも見られたが、その兆候は決定的ではなかった.ユニークな星の明確な塊は、それらが他の場所からの侵入者であることを示していたでしょうが、そのような証拠は存在しません.遠い昔の衝突は物事を徹底的に揺るがしたので、証拠となる星が銀河全体に散らばっています.ケンブリッジ大学の天文学者で、2 つのチームのうちの 1 つのリーダーである Vasily Belokurov 氏は、次のように述べています。 「あなたは今、基本的にそのがれきに囲まれています。」
彼と彼のチームは、銀河の回転に合わせて動いていない星を多数発見しました。代わりに、それらは放射状の軌道で移動し、銀河の中心に向かったり離れたりします。これらの星は、「金属」も豊富に含んでいます。天文学者は、水素、ヘリウム、またはリチウムよりも重い元素を総称して説明しています。金属が豊富な星は、多くの前世代の星の子孫である可能性が高い。彼らは遠い昔に天の川銀河に激突した銀河系の星々の末裔であり、その軌道は依然としてその宇宙の扇動者の奇妙な軌跡を反映しています.
「池に石を投げると、波紋がしばらく続く。同様に、何十億年も前に天の川の円盤を振ると、その反応が落ち着くまでに時間がかかることがあります」とジョンストンは言いました。
ベロクロフのグループは、さまざまな衝突シナリオと、重大な衝突のない静かな歴史の可能性もモデル化しました。小さな「矮小」銀河の衝突が、今日見られるような星雲を実際に堆積させた可能性があることを彼らは発見した。彼らの研究は、今月初めに王立天文学会の月刊通知でオンラインで公開されました。 .
オランダのフローニンゲン大学の天文学者である Amina Helmi が率いるもう 1 つのグループは、ガイアからのより新しい大規模なデータセットに基づいて研究を行い、星の化学的性質のより詳細な分析を含めました。超新星爆発によって生成された鉄は、大質量だが短命の星によって生成されたマグネシウムなどの元素と比較して、現在までの銀河の歴史についての手がかりをもたらします. Helmi と彼女のチームは、このデータを使用して、天の川の内部領域に、古代の銀河衝突による残骸のヒントが含まれていると結論付けました。彼らはこの古代銀河をガイア・エンケラドゥスと名付けました。
この衝突は、天の川の構造に関する長年の疑問を解決するのに役立つ可能性があります。銀河の渦巻き状の星の円盤は、実際には 2 つの部分で構成されています。薄くて密度の高い領域が、厚くて拡散した領域に囲まれています。天文学者は、この分厚い円盤がどのようにしてできたのかよくわかっていません。おそらく、これらの星は別の銀河から来たものか、薄い円盤の星であり、互いに相互作用し、時間をかけて外側に移動したものです.ヘルミとベロクロフの研究は、代わりに、ガイアとエンケラドゥスの衝突が薄い円盤の星を厚い円盤に放出したことを示唆しています。 「この衝突が若い天の川に起こった場合、それは星の円盤に損傷を与え、それを粉砕し、星を銀河の高い高度まで送るでしょう」とベロクロフは言いました.
調査は続く。どちらのグループも、ガイア-エンケラドスがどのくらいの大きさで、天の川銀河に落ちた正確な時期についてはわかっていません。そして、私たちの銀河系の円盤がどのように熱せられ、膨らみ、より厚い円盤になったのかは誰にもわかりません。ジョンストン氏は、「影響だけがどれほど重要かは理解していませんが、厚い円盤を作成した可能性のある原因がわかりました」と述べています。 「円盤を注意深く見て、この出来事をさかのぼって、まだ進行中のより直接的な影響、つまり残響を見つけられるかどうかを確認することは、本当にエキサイティングなことです。」
* 2018 年 10 月 31 日更新:この論文は に掲載されました 自然。
この記事は Wired.com に転載されたものです。
