普通に振る舞わない銀河
マゼラン小雲は数十年にわたって天文学者を困惑させてきた。南半球から肉眼で見ることができるこの矮小不規則銀河は、銀河系の近くにある淡いしみのように見え、奇妙に振る舞っている。ほとんどの銀河 - 巨大な渦巻き銀河から小さな矮小銀河まで - は、比較的予測可能なパターンで銀河中心を公転する星を持っている。マゼラン小雲はそうではない。その星々は、何世代もの研究者を困惑させてきた、混沌とした、一見ランダムな軌跡で動いている。
謎をさらに複雑にしているのは、マゼラン小雲は、孤立した矮小銀河に対してほとんどの重力モデルが予測する対称的な構造ではなく、不規則でゆがんだ形をしているということだ。また、空間全体に広がるガスの潮汐尾を持ち、複数のスケールで明確な乱流の証拠を示している。この銀河に何かが起こった - しかしその事象の性質と原因は謎のままだった。
現在、アリゾナ大学の大学院生ヒマンシュ・ラトールが率いる天文学者チームが説明を突き止めた。マゼラン小雲は遠い過去に、隣の大マゼラン雲と直接衝突したのだ。
衝突の再構成
この研究は、銀河系の星々の位置と運動を前例のない精度で測定してきたGaia宇宙望遠鏡のデータを使用した。Gaiaの固有運動測定 - 星が空間を移動するときの天空での見かけの小さなシフト - と視線速度データを組み合わせることで、チームはマゼラン小雲全体の3次元恒星速度を再構成することができた。
彼らが見つけたのは、動的に安定した銀河から期待される組織的な回転ではなかった。代わりに、マゼラン小雲の恒星運動は、激しく乱されて完全に異なる軌跡に投げ出された集団の兆候を示していた。このパターンは、大マゼラン雲の密集した星とガスの円盤を直接通過することと一致していた。
2つの銀河が衝突すると、その星とガス雲の間の重力相互作用は、遭遇前に存在した軌道構造を完全に破壊する可能性がある。予測可能に公転していた星は、新しい軌跡に投げ出されたり、他の銀河の重力で捕捉されたり、完全に放出されたりする。衝突が近いほど、またはより直接的であるほど、乱流はより徹底的になる。マゼラン小雲の恒星運動学は、かすめる衝突ではなく、非常に直接的な衝突を経験したことを示唆している。
マゼラン系の激動の歴史
大マゼラン雲と小マゼラン雲は銀河系の衛星銀河であり、私たちの銀河とお互いに重力で結合されている。彼らは比較的安定した構成で数十億年の間銀河系を周回してきた仲間だと長く考えられていた。より最近の研究はこの画像を修正した。マゼラン雲は銀河系の重力圏への最近の到来者であり、局部銀河群からさらに遠くから落ちてきた可能性が高い。
この改訂された理解は、天文学者が雲の現在の外観とダイナミクスをどのように解釈するかを変える。ラトールチームが再構成したSMC-LMC衝突は、両銀河がすでに銀河系への落下軌道上にあった際に発生したように見えるため、マゼラン小雲は両者がすでに乱されたダイナミカルな状態にあった際に大マゼラン雲に打たれたことを意味する。
マゼランストリーム
この激動の歴史の最も見える現れの1つは、マゼランストリーム - マゼラン雲の後ろに広がり、ほぼ半空に及ぶ中性水素の広大なリボンである。ストリームは1970年代から知られているが、その起源は議論の余地がある。いくつかのモデルは主に銀河系による潮汐剥離に起因させている。他のモデルは、雲が銀河系の熱いガス状ハローを通して移動する際のラム圧剥離を呼び起こしている。
衝突シナリオは別のメカニズムを追加する。直接的なSMC-LMC衝突は、マゼラン小雲から膨大な量のガスを放出でき、ストリームの質量に寄与する可能性があった。これは、ストリームが大マゼラン雲ではなくマゼラン小雲に一致する化学的豊度のガスを含んでいることを示す観測と一致しており、マゼラン小雲を主要なガス源として示唆している。
矮小銀河科学への示唆
マゼラン小雲の特定の謎の解決を超えて、この研究は天文学者が一般的に矮小銀河の進化をどのように理解するかに示唆がある。銀河系は数十の既知の衛星銀河を持ち、その多くは不規則性を示す - ゆがんだ形、予期しない恒星運動学、潮汐乱流の証拠 - は、銀河系潮汐、内部星形成フィードバック、暗黒物質の特性にさまざまに起因されている。
マゼラン小雲の結果は、衛星銀河間の直接衝突が形態学的破壊の過小評価されたドライバーであることを示している。マゼラン小雲は、空で最も広く研究されている矮小銀河の1つであり、衝突シグネチャを運んでいており、それが適切に説明されるのに数十年かかった場合、他の衛星銀河は、それらの現在の外観を形作る同様の認識されていない衝突履歴を持っているかもしれない。
この記事はUniverse Todayのレポートに基づいています。元の記事を読む。
Originally published on universetoday.com
