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合体銀河「NGC 6240」

Posted by moonrainbow on 01.2019 銀河   0 comments   0 trackback
合体銀河の中心に3個目の超大質量ブラックホールを発見

NGC 6240
「ハッブル」宇宙望遠鏡が撮影したNGC 6240(Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University))

合体銀河「NGC 6240」は、非常に早いペースで星が誕生する「スターバースト銀河」の一例として知られています。この銀河の中心には2つの超大質量ブラックホールが存在するとみられていましたが、実は全部で3つあったことが明らかになりました

■太陽の9000万倍以上も重いブラックホールが3つ集まっていた

NGC 6240は、へびつかい座の方向およそ3億5000万光年先にある合体銀河です。銀河の合体によって形が崩れているものの、その周囲には差し渡し30万光年に渡ってガスが広がっています。天の川銀河の円盤部のサイズがおよそ10万光年ですから、およそ3倍程度の大きさを持つ銀河であるといえます。

天の川銀河では太陽ほどの重さの恒星が毎年1つ誕生するくらいのペースで新しい星が形成されていると考えられていますが、NGC 6240ではその25~80倍のペースで星々が誕生しています。宇宙全体のスケールからすれば天の川銀河の比較的近くにあることから、NGC 6240はスターバースト銀河のひとつとしてよく研究されています。

今回、ゲッティンゲン大学のWolfram Kollatschny氏らは、チリのパラナル天文台にある「超大型望遠鏡(VLT:Very Large Telescope)」を使ってNGC 6240を観測しました。取得されたデータを分析したところ、NGC 6240の中心部に位置する3000光年ほどの範囲には、3つの超大質量ブラックホールが存在するらしいことが判明しました。

これまでの研究では、NGC 6240には銀河どうしの合体によって集まった2つの超大質量ブラックホールが存在するとみられていました。ところが、今回得られたVLTによる高解像度の観測データからは、そのうちの片方が単一のブラックホールではなく、実は650光年ほど離れた2つの超大質量ブラックホールからなるブラックホール連星だったことが明らかになったのです。

ブラックホールの質量は、3つとも太陽の9000万倍以上とみられています。天の川銀河の中心に存在するとされる超大質量ブラックホール「いて座A*(エースター)」が太陽のおよそ400万倍とされていますから、NGC 6240ではその20倍以上も重いブラックホールが3つも集まっていることになります


■複数のブラックホールが銀河の進化を後押しする?

NGC 6240 waku
VLTによる観測結果(右上の枠内)をハッブルの画像に重ねたもの。これまで1つだと思われてきた片方のブラックホールが実は2つ(S1とS2)だったことが判明した(Credit: P. Weilbacher (AIP), NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

研究チームによると、超大質量ブラックホールを持つ複数の銀河が同時に合体する場合、2つの銀河が合体する場合と比べて銀河の進化が促進される可能性があるといいます。Weilbacher氏は、今回の観測結果を「この理論に結びつく初めての観測例」だとコメントしています。

天の川銀河の近傍ではまれなケースと考えられてきた3つの超大質量ブラックホールを持つNGC 6240の銀河核は、銀河の進化について新しい知見をもたらすことになりそうです


Image: P. Weilbacher (AIP), NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University

2019-11-23
Soraeより

超大型渦巻銀河

Posted by moonrainbow on 30.2019 銀河   0 comments   0 trackback
超高速で回転する超大型渦巻銀河(HubbleSite

大型渦巻銀河
大型渦巻銀河と超大型渦巻銀河
(上段)ハッブル宇宙望遠鏡がとらえた大型渦巻銀河。各銀河の質量は天の川銀河の数倍。(下段)スローン・デジタル・スカイサーベイでとらえられた超大型渦巻銀河。各銀河の質量は天の川銀河の10~20倍。右端の「2MFGC 08638」は太陽40兆個分のダークマターハローに囲まれており、現在知られている超大型渦巻銀河としては最大。画像クリックで表示拡大(提供:(上段)NASA, ESA, P. Ogle and J. DePasquale (STScI)、(下段)SDSS, P. Ogle and J. DePasquale (STScI))

天の川銀河の数十倍の質量を持つ超大型渦巻銀河は、質量や直径だけでなく回転速度も非常に大きいことが明らかになりました

天の川銀河は平均的な渦巻銀河の一つであり、太陽系付近での回転速度は秒速約210kmです。他の渦巻銀河も同様に回転しているが、その速度は星やガスの質量から推定される値よりも大きい。この速度の食い違いはダークマターの存在によって説明されており、星やガス以外にダークマターの質量があることで運動が釣り合っていると考えられている。

米・宇宙望遠鏡科学研究所のPatrick Ogleさんたちは、南アフリカ大型望遠鏡などの観測から、超大型渦巻銀河の回転速度が非常に高速であることを明らかにした。

超大型渦巻銀河は天の川銀河の10~20倍の質量をもち、直径は最大で45万光年ほどで天の川銀河(約10万光年)の4倍以上も大きい渦巻銀河である。これまでに100個ほどしか見つかっておらず、重要なタイプの銀河として注目されている


超大型渦巻銀河の回転速度は、最大で秒速570kmに達している。つまり、その超大型渦巻銀河が大量のダークマターハローの中に存在しているということを意味している。最大のものでは太陽40兆個分の質量のダークマターハローが超大型渦巻銀河の周りに広がっているとみられているが、この量は普通は1個の銀河に付随するものではなく、銀河群に存在するダークマターの量だ。

超大型渦巻銀河は、総質量は巨大だが、星の質量はダークマターハローの量に基づく予測よりも小さい。銀河の中へと引き込まれたガス同士が衝突して高温となるために、ガスの温度が下がらず星形成が阻害されているという可能性や、高速回転による遠心力のために、星形成の前段階であるガス雲の崩壊が起こりにくくなっているという可能性が考えられる。とはいえ、超大型渦巻銀河の中では1年に太陽30個分ほどの星が誕生しており、ほとんど星形成が起こっていない巨大楕円銀河とは異なる


2019年10月24日
AstroArtsより

渦巻銀河「ESO 137-001」

Posted by moonrainbow on 25.2019 銀河   0 comments   0 trackback
宇宙を漂うクラゲの触手のような「銀河の尾」

渦巻銀河「ESO 137-001」
渦巻銀河「ESO 137-001」。銀河とその周辺がハッブル宇宙望遠鏡、明るい紫色で示された水素の流れがVLTの分光器「MUSE」、オレンジ色で示された銀河内から流出する一酸化炭素がアルマ望遠鏡によって、それぞれ撮像された(提供:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Jáchym(Czech Academy of Sciences) et al.)

アルマ望遠鏡などよる観測で、渦巻銀河から流れ出す「銀河の尾」がとらえられました

アルマ望遠鏡とヨーロッパ宇宙機関の超大型望遠鏡VLT、ハッブル宇宙望遠鏡が観測したデータから作成された、渦巻銀河「ESO 137-001」の画像が公開されました。この銀河は、みなみのさんかく座の方向約2.2億光年の距離にあり、じょうぎ座銀河団に属しています。

画像には宇宙を漂うクラゲの触手のような、銀河から外に向かって流れ出す「銀河の尾」がはっきりと写し出されています。このような銀河の尾は、「ラム圧」と呼ばれる圧力によって銀河に含まれるガスがはぎ取られることで作られます。

多数の銀河が集まっている銀河団において、銀河同士の間は空っぽではなく、高温ガスで満たされています。この高温ガスで満ちた空間の中を銀河が動いていくと、圧力を受けて銀河内からガスがはぎ取られ、画像のような美しく複雑な尾が形成されるのです。銀河は通常、銀河団の中心に向かって落下していくが、このような銀河の尾があると、銀河が動いていく道筋がはっきりわかります。

今回の画像は銀河の尾に潜む低温分子ガスの分布を初めて高解像度で示したものです。ESO 137-001は、ラム圧で作られた尾を持つ銀河の中では地球に最も近いものの一つであり、爆発的な星形成が起こる「火の玉」と呼ばれる領域を長く伸びるガスの尾の中に含んでいるという点でも特に興味深い天体である。尾の中で星が形成されるメカニズムは正確にはわかっておらず、今回のような低温分子ガスの分布図は、激しく変化する環境で星形成が起こる条件を知るための手がかりを与えてくれるものとなります


2019年10月18日
AstroArtsより

相互作用銀河「SDSS J0849+1114」

Posted by moonrainbow on 18.2019 銀河   0 comments   0 trackback
合体する銀河に潜んでいる。接近した3つの超大質量ブラックホールを観測

相互作用銀河「SDSS J0849+1114」の光学観測画像(背景)とX線観測画像(左下)
相互作用銀河「SDSS J0849+1114」の光学観測画像(背景)とX線観測画像(左下)

NASAのX線観測衛星「チャンドラ」によって、合体しつつある相互作用銀河に3つの超大質量ブラックホールが集まっているめずらしい様子が観測されました

■1万~3万光年間隔で集まる3つの超大質量ブラックホール

画像は「かに座」の方向、地球からおよそ10億光年先にある「SDSS J084905.51+111447.2」、略して「SDSS J0849+1114」と呼ばれる相互作用銀河です。この銀河を光学望遠鏡で観測すると、銀河核とみられる3つの明るい部分を中心に、複数の銀河が複雑に絡み合っているように見えます。

この銀河をX線で観測したところ、銀河核らしきそれぞれの部分に強いX線を放つ天体が3つ見つかりました。ここには各銀河の中心にあった超大質量ブラックホールが1万光年から3万光年の間隔で集まっているとみられています。

可視光線(人の目に見える光)は銀河のガスや塵に遮られてしまいますが、X線や赤外線は通り抜けて観測することができます。チャンドラの観測データを使い今回の研究を行ったジョージ・メイソン大学(アメリカ)のRyan Pfeifle氏は、「3重に集まった活動的な超大質量ブラックホール」の強力な証拠だとしています。

これらのブラックホールはいずれ接近・合体するだろうとみられていますが、3つのブラックホールの相互作用によって、合体の過程は2つのブラックホールが合体する場合よりも速やかに進むだろうと予想されています。

画像は「ハッブル」宇宙望遠鏡および全天の約4分の1をカバーする「スローン・デジタル・スカイサーベイ(SDSS)」の観測データ(背景)に、チャンドラによるX線観測データ(左下)が重ねて表示されています


Image: X-ray: NASA/CXC/George Mason Univ./R. Pfeifle et al.; Optical: SDSS & NASA/STScI

2019/10/14
Soraeより

銀河 「M86」

Posted by moonrainbow on 03.2019 銀河   0 comments   0 trackback
時速87万キロで移動する銀河 M86

銀河「M86」

ハッブル宇宙望遠鏡が捉えたこの天体は、235年以上前に天文学者シャルル・メシエによって発見された銀河「M86」です。銀河形状は楕円銀河なのかレンズ状銀河なのか議論され、未だにはっきりとした形状は定められていません

おとめ座銀河団に属しているM86は、地球から約5000万光年先に位置し、時速87万5000km以上というスピードで銀河団の中心に向かって移動しています。この際、銀河団の中心領域から高温ガスと衝突することで発生する「ラム圧(ram pressure)」によって、M86は星形成に必要なガスなどが剥ぎ取られています。この様に星形成の機会を奪われた銀河は、光度が下がりレンズ状銀河へ進化するのではないかと考えられています。

またM86と同じ様に、銀河団の中心に落ち込んでいく他の銀河と相互作用や衝突合体を繰り返し、巨大銀河へと姿を変えていきます。

この画像は、ハッブル宇宙望遠鏡の掃天観測用高性能カメラ「ACS」の可視光フィルターによって捉えられ、2019年9月23日に公開されました


Image: ESA/Hubble & NASA, P. Cote et al

2019/9/25
Soraeより
 

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