水たまりのような波紋を持つ既知の最古の渦巻銀河、天文学研究で初めて発見：ScienceAlert

天文学者らは、古代銀河のガス円盤全体に池のような波紋があることを発見した。

このような波紋は何が原因で起こり、遠方の銀河の形成と進化について何を物語るのでしょうか? 何が起こったとしても、それは銀河とその主な機能である星の形成にどのような影響を与えたのでしょうか?

この発見は、既知の最古の渦巻銀河に関するものです。 120億年以上前のもので、BRI 1335-0417と呼ばれています。 知られている最古の渦巻きとして、銀河がどのように形成され進化するのかを研究する上で重要な位置を占めています。

科学者らによると、BRI 1335-0417 の円盤の波紋は、銀河の成長パターンを明らかにしています。 観測では、円盤が池の波紋のように垂直に振動していることが示されています。 この現象が観測されたのは初めてで、この波紋は銀河内の星形成の説明に役立つ可能性がある。

この観察は、ジャーナルに掲載された新しい研究の一部です 王立天文協会の月次通知。 「」というタイトルで検索赤方偏移 4.4 による渦巻銀河内の円盤屈曲波の検出。「筆頭著者は、オーストラリア国立大学天文学・天体物理学研究院（RSAA）の博士研究員である津久井隆文博士です。

BRI 1335-0417 は、星の形成速度が速いことで知られています。 彼らは、天の川銀河のような現代の銀河よりも広範囲に星を形成します。 いくつかの測定では、私たちの銀河よりも数百倍速く星を形成することが示されています。 どういうわけか、ガスは他の銀河よりも効率的に輸送され、星に変わります。

波紋を明らかにした観測は、アルマ望遠鏡、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイを使用して行われました。 アルマ望遠鏡はガスや塵の検出に特に優れており、それが波紋の観測に役立っています。 研究者らは、この波紋は、別の銀河との相互作用やおそらく入ってくるガスなど、何らかの外部影響の証拠であると述べている。 これらの効果は両方とも急速な星の形成につながる可能性があり、BRI 1335-0417 星がなぜこれほど急速に形成されたのかを説明するのに役立ちます。

しかし、アルマ望遠鏡は単なる波紋以上のものを発見しました。 中央にバーの痕跡も発見しました。

渦巻銀河の棒は、腕からのガスを銀河の中心領域に導き、そこでの星の誕生を促進することによって星の形成を促進することができます。 同じプロセスを説明することもできます 活動銀河核。

「以前に同定された二本腕のらせんを接続す​​る半径 3.3 +/- 0.2 kpc のストランドが、両方ではっきりと見えます。 [C-II] そして [far infrared] 研究者らは論文の中で、「この画像はガスを核に向けることによって銀河の急速な進化を促進している」と述べている。

渦巻銀河のバーは正常です。 ある研究が示した 渦巻銀河の 4 分の 1 以上にバーがあります。 天の川銀河も、私たちの最も近い隣のアンドロメダ銀河も、束縛された渦巻銀河です。 この棒は一時的なもので時間の経過とともに減衰し、棒渦巻銀河がより単純な渦巻銀河に変化する可能性があります。 桿体は約20億年しか持たないかもしれない。 それらは周期的に形成と分解を繰り返している可能性があり、これはなぜこれほど多くのものが発見されるのかを説明するのに役立ちます。

確立された天文学的考え方の中には、バーの形成が銀河進化の最終行為であると考えられている人もいます。

「バーの形成は、渦巻銀河の進化における最後の重要な行為かもしれない」とスピッツァー科学センターのカルティック・シェス氏は2008年の研究についてコメントした際に述べた。

「銀河は、他の銀河との合体を通じて自らを構築すると考えられています。安定化後、銀河が進化する他の唯一の劇的な方法は、棒の作用によるものです。」

しかし、天文学者たちは、これほど宇宙初期の銀河でバーを発見したことはありません。

ロッドの形成方法については、別のメカニズムが提案されています。 「で指定されたバー [C-II] そして [far infrared] 「ガスが豊富な円盤銀河の画像は、高赤方偏移のガスが豊富な銀河における初期の棒形成に関する新たな視点を示唆しています。つまり、重力的に不安定なガスが豊富な円盤が、星形成前の星棒ではなく、星形成ガス棒を作り出しているということです」 -既存の恒星円盤」と著者は書いています。

「これは、高サブミリメートル赤方偏移銀河のFIR画像によく見られるリボン状の構造を説明する可能性があります」と著者らは説明する。

この古代の銀河でこれらの波紋とリボンを見つけると、私たちは再考する必要があります。 このような銀河にあるガス状の円盤は通常は安定しているため、波紋は最近その円盤に何かが起こったことを示しています。

他の銀河と相互作用しているのか、それとも巨大なガス雲と相互作用しているのかは不明です。 しかし、この結論は著者にとって当然のことのように思えます。 「そのような相互作用が高い星形成活動​​も活性化すると考えるのは自然なことだ」と研究者らは書いている。

天文学者たちは、銀河が他の銀河や巨大なガス雲と合体することによって形成、発達することを確認しています。 これらの結果はその考えに異議を唱えるものではありません。 しかし、顕著な波紋に気づくことで、研究者はそれがどのように機能するのかを知る新たな窓を得ることができます。

この記事は最初に公開されました 今日の宇宙。 読む 原著。