公開日: 2023 年 9 月 13 日午前 10 時 11 分 (AEST)
銀河 (galaxies) には、ゆっくりと回転する巨大な楕円形や高速で旋回する渦巻状の円盤から、かすかなボール状の塊や矮小の不規則なものまで、さまざまな形や大きさがあります。 私たちの天の川銀河 (Milky Way) を含む、大きくて明るい銀河のほとんどは、はるかに小さな矮小銀河 (dwarf galaxies) の集団によって周回されています。
このことのほとんどは、裏庭の小さな望遠鏡 (telescopes) で撮影されたものであっても、何十億もの遠く離れた太陽からの光を明らかにするはるかに大きな専用の地上および宇宙ベースの望遠鏡で撮影されたものであっても、光学画像 (optical images) からわかっています。 しかし、私たちが発見しているように、星々の明るい円盤の向こうで何が起こっているかはさらに興味深いかもしれません。
電波望遠鏡 (radio telescopes) を使用すると、銀河の内部、銀河の周囲、または銀河間の孤独な空間に潜んでいるかを問わず、宇宙全体に自由に浮遊する水素原子 (hydrogen atoms) の特徴的な輝きをマッピングすることができます。
西オーストラリア州のワジャリ・ヤマジ・カントリー (Wajarri Yamaji Country) にある CSIRO の Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) 電波望遠鏡を使用して、私たちは最近、NGC 4632 と呼ばれる渦巻銀河 (spiral galaxy) を取り囲む巨大な水素のリボンを発見しました。その結果は、王立天文協会-月刊通知の新しい論文で説明されています。
銀河の残骸
NGC 4632 は、水素の環が銀河の円盤の極の上を回転しているように見えるため、「極環銀河: “polar ring galaxy”」と呼ばれる非常に珍しい形成であると考えられます。 この系の質量の約半分を占めるリング内のガスは、伴銀河 (companion galaxy) から舞い上がった可能性が高い。
新しい研究を主導したカナダのクイーンズ大学の同僚ネイサン・デグ Nathan Degの言葉は次のとおりです。
極環銀河は、私たちが見ることができる銀河の中で最も壮観な銀河の一部です。 単に美しいというだけでなく、銀河の形成と長期にわたる成長についての重要な手がかりを提供します。これらの極環 (polar rings) の位置と動きから、天文学者がほとんどの銀河を取り囲んでいると信じている目に見えない暗黒物質のヘイロー (暈輪) の形状についても知ることができます。
NGC 4632 のような渦巻銀河には通常、冷たい水素ガスが豊富に含まれています。 ガスは星形成のための燃料を提供し、通常は明るい星の円盤をはるかに越えて広がります。
渦巻銀河の周辺では、ガス円盤の形が歪んでいることがよく見られます。 なぜこのようなことが起こるのでしょうか?
一部の歪みは、銀河が重力を介して隣接する銀河と格闘し、銀河の外円盤に溜まったり極輪を形成したガスを盗んだりすることによって引き起こされる可能性があります。 これは銀河が成長する非常に一般的なプロセスです。私たちの天の川銀河は、いくつかの小さな伴星をむしゃむしゃ食べていることが知られています。
水素を探求する
picture: Bärbel Koribalski and Magda Arnaboldi’s early results on hydrogen around the polar ring galaxy NGC 4650A made it to the front cover of The Astronomical Journal in 1997. The Astronomical Journal バーベル・コリバルスキーとマグダ・アルナボルディによる極環銀河 NGC 4650A の周囲の水素に関する初期の結果は、1997 年に『天文学ジャーナル』の表紙を飾りました。
私が初めて極環銀河を研究するきっかけとなったのは、1990 年代に天文学者のペニー・サケット (Penny Sackett) とリンダ・スパーク (Linda Sparke) でした。 これらの奇妙な宇宙構造が暗黒物質について何を明らかにするのかを理解したいと考えた私は、マグダ・アルナボルディ (Magda Arnaboldi) と協力して、ニューサウスウェールズ州北西部のナラブライ (Narrabri) 郊外にあるゴメロイカントリー (Gomeroi Country) にあるCSIROのオーストラリア望遠鏡コンパクトアレイ（ATCA）を使用して、近くの銀河NGC 4650A内の水素を観察しました。
HI Parkes All Sky Survey (HIPASS) と Local Volume HI Survey (LVHIS) という 2 つの大きなプロジェクトが、私の現在の銀河研究の多くの舞台を整えました。 はるかに大型で強力な ASKAP 望遠鏡の計画が進む中、私はワラビー プロジェクト: Wallaby project の創設者の 1 人でした。このプロジェクトは、ASKAP の機能を利用して局所宇宙 (local universe) の水素の大規模な調査を実施します。(注1)
photo: Bärbel Koribalski’s first visit to the ASKAP site in Western Australia. One of ASKAP’s 36 dishes dotted over a 6-km diameter area is seen in the background. Cornelia Brem, CC BY バーベル・コリバルスキー氏が西オーストラリア州のASKAPサイトを初めて訪問。 背景に見えるのは、直径 6 km のエリアに点在する ASKAP の 36 皿のうちの 1 つです。 コーネリア・ブレム、CC BY
ASKAPは2022年末に本格運用を開始しました。この望遠鏡はCSIROのマーチソン電波天文台、インヤリマンハ・イルガリ・ブンダラ (Inyarrimanha Ilgari Bundara) に設置されています。伝統的な名前はワジャリ語 (Wajarri language) で「空と星を共有する」を意味します。
現在、ASKAP は膨大な量のデータを生成しているため、広視野画像や立方体を生成するだけでなく、遠方の銀河にある水素の兆候を調べるために、パースにある Setonix スーパーコンピューター上で実行する専用ソフトウェアが必要です。 その後、最も興味深い銀河についてより詳細な研究を行うことができます。
銀河の可視化
私たちの最新の論文では、異常な構造を含む 2 つの銀河 (最初のパイロット研究で見つかった 600 個の銀河のうち) に焦点を当てています。
picture: A 3D visualisation of the Wallaby data cube around NGC 4632, created with the iDaVIE virtual reality software. Deg et al. / iDaVIE, CC BY iDaVIE 仮想現実ソフトウェアで作成された、NGC 4632 の周囲のワラビー データ キューブの 3D 視覚化。 デグら。 / iDaVIE、CC BY
デグ氏が言うように、「ワラビーのパイロット調査で 2 つの極環銀河の可能性を発見したことは、これらの天体がこれまで考えられていたよりも一般的である可能性があることを示唆しているため、信じられないほどエキサイティングです。」
銀河の形状を調査するために、私たちは 3D 視覚化を使用することが多く、さらには iDaVIE などの仮想現実ソフトウェアも使用します。
ワラビーの完全な調査により、200,000 以上の水素が豊富な銀河が明らかになると予想されます。 その中には、NGC 4632 の周りの極環のような、さらに多くの珍しい天体も含まれており、暗黒物質についてさらに詳しく知るために使用できます。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳は archive4ones(Koichi Ikenoue) の文責で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.
[編集者注] 注1： HIPASS は、中性原子水素 (H I) に関する大規模な調査です。データのほとんどは、CSIRO の 64 m パークス望遠鏡を使用して 1997 年から 2002 年の間に採取されました。 HIPASS は空の 71% をカバーし、5000 以上の銀河を識別しました。(Wikipedia)。 LVHIS (Koribalski et al. 2018) は、すべての近くのガスに富んだ銀河の深い HI ラインと 20 cm の連続電波観測で構成され、複数の波長データによって補足されています。 (SCIRO)
