相互作用銀河
ろくぶんぎ座にあるNGC 3169（左）とNGC 3166 （右）は、奇妙な特徴を示しており、両銀河が互いの重力による歪みを感じられるほど近いことを示しています。ラ・シヤ天文台のMPG/ ESO 2.2メートル望遠鏡の広視野イメージャーによる画像。

相互作用銀河、あるいは衝突銀河とは、 2つ以上の銀河が互いに重力場の相互作用によって擾乱を起こす現象です。大きな衝突は質量が同程度の銀河同士の間で起こりますが、小さな衝突は質量が大きく異なる銀河同士の間で起こります。 [ 1 ]小さな衝突の例としては、伴銀河が主銀河の渦巻き腕を擾乱することが挙げられます。大きな衝突の例としては、銀河の衝突が挙げられ、これは銀河の衝突につながる可能性があります。

衛星相互作用

巨大銀河が伴銀河と相互作用することはよくあります。伴銀河の重力が主銀河の渦巻き腕の一つを引き寄せることもあります。あるいは、いて座矮小楕円銀河が天の川銀河に飛び込むように、伴銀河が主銀河に飛び込むこともあります。これは、小規模な星形成を引き起こす可能性があります。このような孤立した星団は、星として認識される以前は「青い塊」と呼ばれることもありました。[ 1 ]

銀河衝突のアニメーション

銀河衝突

重力レンズ効果を受けた銀河合体H-ATLAS J142935.3-002836。[ 2 ]

衝突銀河は銀河の進化においてよく見られる現象である。[ 3 ]銀河内の物質分布が極めて希薄であることから、これは従来の意味での衝突ではなく、重力相互作用によるものである。その結果、星形成、形状、サイズといった銀河の特徴は、他の銀河との相互作用の影響を受ける。[ 2 ]

2つの銀河が衝突し、衝突後に移動を続けるのに十分な運動量がない場合、衝突は合体につながる可能性があります。他の銀河衝突と同様に、2つの銀河の合体によって新しい星のスターバースト領域が形成されることがあります。 [ 4 ]このスターバーストは、合体した銀河内での星形成率の増加の一例です。2024年に実施された研究では、この星形成率の変化を決定する重要な要素は、関係する2つの銀河の質量であることが示されています。これは、2つの銀河が最初から同様の質量である場合、この星形成率の増加がより大きくなることを示唆しています。[ 5 ]スターバースト領域が生成されると、銀河は互いに落下し、何度も通過した後、最終的に1つの銀河に合体します。衝突する銀河の1つがもう1つよりもはるかに大きい場合、合体後も大部分がそのまま残ります。大きな銀河はほとんど同じように見えますが、小さな銀河は分離して大きな銀河の一部になります。銀河が互いに通過する場合、合体とは異なり、通過後も物質と形状をほぼ維持します。

銀河衝突は現在、コンピュータ上で頻繁にシミュレーションされており、重力、ガス散逸現象、星形成、フィードバックなどの現実的な物理原理を用いている。動的摩擦は銀河対の相対運動を遅くし、軌道の初期の相対エネルギーに応じて、ある時点で合体する可能性がある。シミュレーションされた銀河衝突のライブラリは、パリ天文台のウェブサイトGALMERで閲覧できる。[ 6 ]

ギャラクシーハラスメント

銀河ハラスメントは、おとめ座やかみのけ座などの銀河が密集した銀河団内で発生する、低光度の銀河と明るい銀河の間の相互作用の一種です。これらの銀河団では、銀河は相対的に高速で移動しており、高い銀河密度のために、銀河団内の他のシステムと頻繁に遭遇します。

コンピュータシミュレーションによると、相互作用の影響を受けた銀河円盤は擾乱を受けた棒渦巻銀河へと変化し、スターバースト（爆発的星形成）を引き起こす。さらに衝突が繰り返されると、角運動量の喪失とガスの加熱が起こる。その結果、（晩期型の）低光度渦巻銀河は矮小球状銀河や矮小楕円銀河へと変化すると考えられる。[ 7 ]

この仮説の証拠は、おとめ座銀河団の初期型矮小銀河を研究し、円盤や渦巻き腕などの構造を発見することで主張されてきた。これらの構造は、これらの銀河が前述の相互作用によって変化した以前の円盤系であることを示唆している。 [ 8 ] LEDA 2108986のような孤立した初期型矮小銀河に同様の構造が存在することで、この仮説は覆された。[ 9 ] [ 10 ]

注目すべき例

よく知られている相互作用銀河のモンタージュ
名前 タイプ距離（百万光年） 大きさ注記
天の川銀河、大マゼラン雲、小マゼラン雲SBc/SB(s)m/SB(s)m pec 0 衛星が主衛星と相互作用する
渦巻銀河（M51） SAc（SB0-a） 37 +8.4 衛星が主衛星と相互作用する
NGC 1097SB(s)bc (E6) 45 +9.5 衛星が主衛星と相互作用する
蝶型銀河 NGC 4567/8SA(rs)bc / SA(rs)bc 60 +10.9 相互作用の初期段階
NGC 2207とIC 2163SAc/SAbc 114 +11 銀河衝突の 第一段階を経る銀河
ネズミ銀河（NGC 4676AとNGC 4676B） S0/SB(s)ab 300 +13.5 銀河衝突の 第2段階を経る銀河
触角銀河（NGC 4038/9） SAc/SBm 45 +10.3 銀河衝突の 第3段階を経る銀河
NGC 520S 100 +11.3 銀河衝突の 第3段階を経る銀河
NGC 2936イル 352 +12.9 ?

アンドロメダと天の川の衝突

天文学者たちは、天の川銀河が約45億年後にアンドロメダ銀河と衝突すると推定しています。ハッブル宇宙望遠鏡のおかげで、天文学者たちはアンドロメダ銀河の運動をより正確に追跡することができ、最終的に合体する前に一時的に接触するという結論に至りました。 [ 11 ] 2つの渦巻銀河は最終的に合体して楕円銀河となり、その重力相互作用によって様々な天体が外側に投げ出され、結果として生じた楕円銀河から追い出されると考える人もいます。[ 12 ] [ 13 ]あるいは、巨大な円盤銀河になる可能性もあります。[ 14 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b「HubbleSite: ニュース - ハッブル、宇宙の「青い塊」は孤立した星団であることが判明」 hubblesite.org . 2017年5月24日閲覧。
  2. ^ a b「遠方の宇宙における合体銀河のこれまでで最高の画像」 ESOプレスリリース。 2014年8月26日閲覧。
  3. ^ノーラ・テイラー・ティルマン（2015年4月21日）「ハッブル宇宙望遠鏡は宇宙観をどう変えたか」Space.com
  4. ^ Gianopoulos, Andrea (2022年2月18日). 「ハッブル宇宙望遠鏡の最新画像で銀河衝突が『空間三角形』を形成」 NASA . 2022年12月1日閲覧。
  5. ^ Robin, T; Kartha, Sreeja S; Akhil Krishna, R; Krishnan, Ujjwal; Mathew, Blesson; Cysil, TB; Patra, Narendra Nath; Shridharan, B (2024-11-01). 「相互作用ジグソー：相互作用銀河における星形成の調査」. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 534 (3): 1902–1912. doi :10.1093/mnras/stae2211. ISSN 0035-8711.
  6. ^ "GALMER" . 2010年3月27日閲覧。
  7. ^ 「銀河の嫌がらせ」supernova.lbl.gov .
  8. ^ Barazza, FD; Binggeli, B.; Jerjen, H. (2002年9月). 「明るい早期型矮小銀河における隠れた渦巻き状および棒状構造のさらなる証拠」. Astronomy & Astrophysics . 391 (3): 823– 831. arXiv : astro-ph/0206275 . Bibcode : 2002A&A...391..823B . doi : 10.1051/0004-6361:20020875 . ISSN 0004-6361 . S2CID 844270 .  
  9. ^ Graham, Alister W.; Janz, Joachim; Penny, Samantha J.; Chilingarian, Igor V.; Ciambur, Bogdan C.; Forbes, Duncan A.; Davies, Roger L. (2017年5月). 「早期型矮小銀河の起源に関する示唆：孤立回転早期型矮小銀河LEDA 2108986 (CG 611)の詳細な考察、基本平面の{S}_{K}^{2}運動学的スケーリングへの影響、そしてスピン楕円率図」 .アストロフィジカル・ジャーナル. 840 (2): 68. arXiv : 1705.03587 . Bibcode : 2017ApJ...840...68G . doi : 10.3847/1538-4357/aa6e56 . ISSN 0004-637X . 
  10. ^ Janz, Joachim; Penny, Samantha J.; Graham, Alister W.; Forbes, Duncan A.; Davies, Roger L. (2017年7月). 「早期型矮小銀河の起源に関する示唆 ― 孤立した低質量早期型銀河における回転の発見」 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 468 (3): 2850– 2864. arXiv : 1703.04975 . Bibcode : 2017MNRAS.468.2850J . doi : 10.1093 /mnras/stx634 . ISSN 0035-8711 . 
  11. ^ Cowen, Ron (2012-05-31). 「アンドロメダ銀河、天の川銀河と衝突軌道へ」 . Nature . doi : 10.1038/nature.2012.10765 . ISSN 1476-4687 . 
  12. ^ヘイゼル・ミューア（2007年5月14日）「銀河の合体により太陽と地球が『追放』される」ニューサイエンティスト誌。2014年4月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年10月7日閲覧。
  13. ^ローブ、エイブラハム、コックス、TJ（2008年6月）「我々の銀河とアンドロメダの衝突」 『天文学』28頁。
  14. ^上田純子他 (2014). 「合体残骸中の冷たい分子ガス．I. 分子ガス円盤の形成」.アストロフィジカル・ジャーナル・サプリメント・シリーズ. 214 (1): 1. arXiv : 1407.6873 . Bibcode : 2014ApJS..214....1U . doi : 10.1088/0067-0049/214/1/1 . S2CID 716993 . 
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