リチャード・バートンとエリザベス・テイラーよりも騒々しく、ブランジェリーナよりもスターの力を提供し、新しいアメリカン航空と US エアウェイズのコングロマリットよりも多くのジェット推進力を提供することを約束する組合です。私たちは、天の川銀河とその最も近い大きな隣人であるアンドロメダ座が、科学者が今や避けられないと見なしている衝突で一緒になることについて話している.この天体の融合は約 40 億年で始まり、さらに 20 億年以内に終了し、元々結合していた 2 つの渦巻きの代わりに、新しいより大きな楕円銀河が生成されます。
合体は、銀河にとって日常的な通過儀礼です。 「今日、私たちの周りにある最大かつ最もよく研究されている銀河はすべて、現在相互作用している銀河か、起こるのを待っている衝突です」と、宇宙望遠鏡科学研究所の Roeland van der Marel は言います。 「そして、これはいたるところで起こっています。」実際、天の川銀河はすでに小規模な合体の真っ只中にあります。現在、矮小銀河射手座の 1 億から 10 億個の星が私たちの銀河系に落ちています。
しかし、わずか 40 年前には、銀河が合体する可能性があるという考えそのものが軽視され、合体後の銀河の形は、ほとんど意味のない奇妙な動物群の一部であるという副次的な好奇心として片付けられました。ほとんどの天文学者は、銀河を孤立して形成され、その状態のままである「島の宇宙」と見なしていました。この仮定がどのように変更されたかという話は、いくつかの奇妙に見える銀河と、その好奇心を追った 2 人の兄弟から始まります。
その兄弟の 1 人である Alar Toomre は、現在、マサチューセッツ工科大学 (MIT) の応用数学の名誉教授です。 6 フィート 3 インチ、体重 235 ポンド、上部にドームが目立つ 77 歳のトゥームレは、彼自身の認めるところによると、「不吉なほど大きい」。しかし、この印象は、親切な態度とユーモラスなクイップの絶え間ない配信によって和らげられます. Toomre はエストニアで生まれ、博士号を取得しました。流体力学の博士号を取得し、ボーイングまたは NACA (NASA の前身) で働くことを想定していました。代わりに、彼は学部の母校である MIT で教えることになり、そこで彼の研究は予想外の方向に進みました。
トゥームレは、60 年代半ばに、私たちの銀河が奇妙にゆがんでいることに気づいた後、銀河に夢中になりました。当時、彼は、天の川銀河の 100 分の 1 の大きさの近くの銀河である大マゼラン雲 (LMC) が「近づいてきて、私たちに何らかの損害を与えたのではないか」と考えていました。しかし、彼の計算によると、そのような接近した通過は、タフィーのストランドに似るまで天の川の外腕を伸ばした.私たちの銀河はそのようには見えないので、彼はすぐに自分が間違っていることに気付きましたが、それにもかかわらず、推測は彼を別の何かに導きました.
その分析を完了してから数か月後、彼はパサデナに行き、カリフォルニア工科大学 (Caltech) で 1969 年から 1970 年の学年をサバティカルで過ごしました。この機会を利用して、クエーサーの発見者であるマールテン シュミットのような著名な天文学者と交流することもできましたが、トゥームレは代わりに、より風変わりなハルトン アープと彼の「刺激的な」特異な銀河のアトラスに惹かれました。 には、300 を超える異常な形の星の集合体の写真が含まれています。
トゥームレの場合、アトラスを表示 Arp 82 と Arp 87 を含む多くの銀河を発見したため、彼は長く伸びた渦状腕を発見しました。これは、LMC と私たちの銀河とのシミュレートされた遭遇が生成した図を不気味に思い出させます。他の例はさらに壮観でした。 「マウス」銀河 (Arp 242) は、それぞれ細長い尾を持つげっ歯類に似た 2 つの絡み合った銀河で構成されていました。 「アンテナ」(Arp 244) は、もう 1 つの絡み合った銀河のペアでしたが、2 つの目と、最も驚くべきことに、2 つの特大のアンテナを備えた昆虫のように見えました。 Arp の銀河は、2 つの銀河をつなぐ星の「橋」だけでなく、明るいフィラメントとプルームで飾られた他の奇妙な構造を明らかにしました。
アープは、銀河の形成について彼が持っていた型破りな考えを強化するために、銀河の写真を集めていました。しかし、トゥームレは、医学研究者が人体の理解を深めるために異常な病気を探すのと同じように、これらの奇妙な銀河に惹かれました. 1987 年のインタビューで彼が言ったように、まれな病気に遭遇することは、通常の痛みや痛みよりも医師にとってはるかに有益でした.
アトラス 銀河は孤立した島ではなく、銀河同士の（重力による）出会いによって強い影響を受ける可能性のある社会的な生き物であり、場合によっては1つに融合するという彼の確信を強めました.彼はまた、この種の相互作用は例外ではなく規則である可能性があると考えていました.しかし、ほとんどが懐疑的な科学界を説得するには、予感以上のものが必要だった.
MIT に戻ると、Toomre は弟の Juri とチームを組みました。Juri は当時 NASA のゴダード研究所に所属していた天体物理学者でした。宇宙研究用 - コンピューター上で銀河の衝突をシミュレートします。幸いなことに、ジュリは、当時のスーパーコンピューターを構成する部屋サイズのメインフレームである、ゴダードの IBM「ストレッチ」にアクセスできました。しかし、当時の最先端技術では、200 個のテスト粒子のみを含む、適度なサイズのシミュレーションが維持されていました。兄弟はまた、銀河の質量のすべてがその中心にあるという単純化した仮定を立てる必要がありました。その後は、アイザック・ニュートンが 300 年前に考案した原理を適用するだけの問題でした。粒子にかかる力とその加速度を知ることで、その軌道を決定できると彼は説明しました。彼らの計算には特殊な物理学は必要なく、基本的な重力だけでした。銀河同士の衝突は、SUV がミニバンに突っ込むようなものではありません。銀河内の星は間隔が広いため、互いに衝突することはなく、引っ張る お互いに。 「個々の粒子の動きはそれほど顕著ではありません」と Toomre は観察します。 「素晴らしいのは、粒子の束が作ることができるパターンです。」
彼らのシミュレーションで判明した驚くべきパターンの中には、Arp の有名な Atlas で見られるパターンの多くが含まれていました。 、アンテナとネズミの銀河を含みます。トゥームレスにとって、その意味は明らかでした。銀河は絶えず衝突し、互いに歪んでいました。シミュレーションはアトラスを説明しただけではありません の雑多な形のコレクションだけでなく、規則的な形をした銀河の歴史も含まれています。特に、兄弟は、すべての銀河の約 10% を構成し、その体がおおよそ球に似ている塊のような楕円銀河が、2 つの平らな渦巻銀河の融合によって生成される可能性があると予測しました。
今日、そのような銀河は天の川銀河とアンドロメダ座の合体によって最終的に形成されることがわかっています。しかし当時、Toomre 兄弟は、彼らの考えをより広いコミュニティに納得させるために困難な戦いに直面していました。議論を確定するには、さらに別の異常な銀河、NGC 7252、またはいわゆる「平和のための原子」銀河を注意深く観察する必要があります。
1972 年にバークレーの大学院生だったフランソワ シュバイツァーは、トゥームレスの著作が出版されたとき、すぐに彼に感銘を与えました。カリフォルニアのパロマー天文台、そして後にチリのアンデスにあるセロ トロロ インター アメリカン天文台で、彼は楕円銀河は 2 つの渦巻銀河の合体の自然な結果であるという命題を探求しました。何年もの間 NGC 7252 に焦点を当てた後、彼は銀河が 1 つの核だけで 2 つの別個の尾部を持っているという兆候を発見しました。興味深いことに、これらの 2 つの尾は独立して反対方向に動いていました。 「単一のシステム内の 2 つの相反する動きは、これまでに見られたことはありませんでした。」しかし、それはまさにトゥームレが合併の名残について予測したものでした。 1982 年に発表されたこのテーマに関するシュバイツァーの論文は、広く受け入れられました。 「多くの人を興奮させ、今日まで続いている研究活動につながっています。」
現在、合体の残骸である可能性のある銀河のリストは 50 から 100 にまで拡大しており、さらに数千の銀河が合体への道を進んでいるという証拠があります。私たちは？ 「アンドロメダ座が近づいてきています」とトゥームレ氏は指摘し、何が起こるかについて大きな謎はありません。天の川は隣接する天の川と合体し、楕円になります。これは、数十年前に彼と彼の兄弟が簡単な計算で解決した、予測可能で実験的に文書化された結果を伴う、この種の問題の別の例にすぎません。
マサチューセッツ州ケンブリッジを拠点とするライターのスティーブ ナディスは、 の寄稿編集者です。 天文学のと 雑誌を発見。彼は の共著者です 総体的な歴史:ハーバード大学での 150 年の数学.
