渦巻銀河「IC 342」

Posted by moonrainbow on 25.2017 銀河   0 comments   0 trackback
渦巻銀河「IC 342」のまばゆい輝きをハッブル宇宙望遠鏡が捉える

渦巻(うずまき)銀河「IC 342」
 
これは、渦巻(うずまき)銀河「IC 342」が顕著に輝いている様子をハッブル宇宙望遠鏡で捉えたものです
 
「かくれた銀河(Hidden Galaxy)」とも呼ばれることのあるIC 342は、地球からたった1000万光年の場所にあります。しかし同銀河は我々の太陽系が所在する銀河系に隣接していることが、その観測を難しくしているのです
 
ハッブルはIC 342の観測にあたり、宇宙のガスやチリ、それに銀河系からの星の光を避ける必要がありました。今回の観測はなかなか貴重なものであるだけでなく、「星の誕生する場所」の姿を我々に見せてくれています。もしかしたら私達の太陽系も、このようなまばゆい銀河の輝きの中で誕生したのかもしれません
 
Image Credit: ESA/Hubble & NASA

2017/07/12
Soraeより

矮小銀河「SDSS J1044+6306」と銀河「NGC 3359」

Posted by moonrainbow on 22.2017 銀河   0 comments   0 trackback
消滅しつつある「こぐま銀河」(W.M. Keck Observatory

こぐま銀河
NGC 3359とこぐま銀河。NGC 3359(左)と、こぐま銀河から引きはがされているガスが存在する領域(右の等高線)。こぐま銀河の星は青い円の部分に存在する(提供:SDSS COLLABORATION、以下同)

大きな銀河によってガスが引きはがされ崩壊しつつある矮小銀河がとらえられました。この矮小銀河は、近傍宇宙で知られている最も原始的な天体の一つで、化学元素を調べることで誕生直後の宇宙の構成に関する情報が得られるかもしれません

おおぐま座に位置する小さな銀河であることから「こぐま銀河(The Little Cub galaxy)」とも呼ばれる矮小銀河「SDSS J1044+6306」と、その隣に位置する大きな銀河「NGC 3359」は、地球から約5000万光年の距離に位置するペアです。両銀河の間は約20万~30万光年離れています。NGC 3359ははっきりとした腕を持つ大きな渦巻銀河で、1000億個以上の星を含んでいます。一方のこぐま銀河に存在する星はその1万倍の1ほどしかないのです

こぐま銀河のガスはNGC 3359によってはぎ取られつつあり、やがてこぐま銀河は消滅するとみられています。「大きな銀河の近くにある小さな銀河に、まだガスが存在していて星が形成されているのは、稀なことです。こぐま銀河の星形成に必要なガスが大きな銀河によってはぎ取られているということは、やがてこぐま銀河の星形成が止まり、銀河が消滅することを意味しています。そのプロセスを観測する絶好の機会です」(米・カリフォルニア大学サンタクルーズ校 Tiffany Hsyuさん)

こぐま銀河SDSS J1044_6306
こぐま銀河SDSS J1044+6306

また、こぐま銀河内に存在する数少ない非常に明るい星によって照らし出されている水素原子やヘリウム原子を調べることで、初期宇宙の構成について情報が得られることも期待されています。「こぐま銀河は、近傍宇宙で知られている銀河のなかで、最も原始的な天体の一つであることがわかりました。一生のうちのほとんどを休眠状態で過ごすこのような銀河には、ビッグバンから数分後にできた化学元素が含まれていると考えられています。こぐま銀河の水素原子とヘリウム原子の相対数を測定することで、誕生直後の宇宙がどんな物質で構成されていたのかについて情報を得ることができるかもしれません」(英・ダラム大学 Ryan Cookeさん)

2017年7月10日
AstroArtsより

子持ち銀河NGC 5194(下)とNGC 5195

Posted by moonrainbow on 19.2017 銀河   0 comments   0 trackback
子持ち銀河のブラックホールは消化不良(RAS

子持ち銀河NGC 5194(下)とNGC 5195
(左)子持ち銀河NGC 5194(下)とNGC 5195、(右)VLAがとらえた電波、チャンドラがとらえたX線、HSTがとらえたHα線を合成したNGC 5195の擬似カラー画像。X線(緑)とHα線(青)ではアーク、電波(赤)では中心の超大質量ブラックホールからのアウトフローが見える(提供:(左)Jon Christensen、(右)NRAO / AUI / NSF / NASA / CXC / NASA / ESA / STScI / U. Manchester / Rampadarath et al.)

子持ち銀河の小さい方の中心に存在する超大質量ブラックホールが100万~200万年前に消化不良を起こし始め、周囲に物質を吹き飛ばしている様子が複数の波長の観測で示されました

りょうけん座の渦巻銀河「M51」は大小2つの銀河がつながっていて、「子持ち銀河」という愛称で有名な天体です。この2つの銀河は数億年前につながり始め、数十億年後に合体し1つになると考えられています

小さい方の銀河「NGC 5195」が大きい方の「NGC 5194」に突入すると、NGC 5195の中心にある太陽の1900万倍の質量を持つ超大質量ブラックホールへと物質が落ち込んで、周囲に降着円盤が形成されます。円盤は、これ以上物質が降着できなくなるまで、つまりブラックホールが効率的に物質を消化できなくなるまで成長を続け、その後は物質が周りの恒星間空間へと吹き飛ばされます

英・ジョドレルバンク天体物理学センターのHayden Rampadarathさんたちの研究チームは、e-MERLIN電波干渉計による高解像度観測と超大型電波干渉計(VLA)、X線観測衛星「チャンドラ」、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)のデータから、NGC 5195の中心領域における物質の吹き飛ばしがどのように発生し広がるのかを明らかにしました

NGC 5195の中心部への物質降着プロセスが衰えると、莫大な力と圧力による衝撃波が発生し、物質が恒星間空間へと押し出されます。すると、光速に近い速度にまで加速された電子が星間物質の磁場と作用して電波を放射します。衝撃波はさらに広がり、加熱されて高温になった星間物質からはX線が放射されます。また、周囲の中性水素から電子が剥ぎ取られ、電離水素ガスが生じます。衝撃波が膨らんでできた「泡」は、チャンドラとHSTがとらえたアーク(弧状の構造)を作り出す。画像にとらえられているのは、こうした過程で作られたエネルギーや構造です

「VLAが取得した電波波長の画像とチャンドラによるX線観測データ、HSTが検出した水素からの放射を比べると、とらえられた特徴に関係性があるだけでなく、電波を放射するガスの流れが、実はチャンドラとHSTがとらえた構造の前駆体であることがわかります。NGC 5195のアークの年齢は100万~200万歳です。つまり、私たちの祖先が火をおこすことを学んでいた頃、最初の痕跡がブラックホールから押し出されていたわけです。今、私たちがその現象を様々な手段で観測できるのは、実に驚くべきことです」(Rampadarathさん)

2017年7月6日
AstroArtsより

銀河「NGC 2903」の「薄いガス」と「濃いガス」

Posted by moonrainbow on 12.2017 銀河   0 comments   0 trackback
銀河の「薄いガス」と「濃いガス」の同時観測に初成功

ガスの分布
NGC 2903。(左)赤外線天文衛星「スピッツァー」が撮影した波長8μmでの赤外線画像、(中央)45m電波望遠鏡とFOREST受信機で観測した薄いガスの分布、(右)濃いガスの分布(提供:国立天文台野辺山)

銀河全体に広く分布する「薄いガス」と、新たに誕生する星のもととなる「濃いガス」が世界で初めて同時に観測されました。それぞれのガスが銀河のどこにどれだけ分布しているかという情報は、新たに誕生する星の数がどのように決定されるのかを解明するうえで重要な手がかりとなります

一般的な銀河は主に、星、その材料となるガス、大きさが1μm以下の塵、という3つの成分からできています。銀河でどのように星が生まれ、物質が循環し、長い時間をかけ進化していくかを解き明かすためには、星・ガス・塵の3成分がどこに、どれだけ存在しているかを知ることが不可欠です

このうち、星については可視光線や近赤外線の観測画像、塵については遠赤外線の観測画像が、数多くの銀河で得られています。しかし、ガスに対応する電波の観測画像は数十個の銀河にとどまっており、銀河内部のガスに関する情報は乏しい状態です。とくに、銀河全体にわたって広がる「薄い(密度の低い)ガス」から、新たに誕生する星の直接的なもととなる「濃い(密度の高い)ガス」の塊を作る「高密度ガス形成」が、銀河のどのような場所でどれくらいの規模で起こっているのかということが、まだあまりわかっていないのです

大阪府立大学の村岡和幸さんたちの研究チームは、野辺山45m電波望遠鏡に搭載された受信機「FOREST」を用いて、地球から2700万光年離れたしし座の銀河NGC 2903を観測しました。FORESTは薄いガスと濃いガスを高感度で同時に観測でき、銀河の高精細なガス画像を効率よく得られます。そして、わずか14時間(従来の7分の1程度の時間)の観測で、NGC 2903全体の薄いガスと濃いガスの分布を描き出すことに成功しました

銀河の全体的な構造を示した赤外線画像と比較すると、薄いガスが銀河全体にわたって広がっていること、濃いガスは中心部や棒構造、渦巻腕など、銀河の中でもごく限られた場所に集中していることがわかります。こうしたガスの分布の情報をもとに、ガスの濃さ(密度)を推定したところ、銀河の中心部で最も密度が高く、次いで渦巻腕が高いこと、棒構造で最も低くなっていることがわかったのです

さらに、ガスの濃さを、可視光線と赤外線の明るさを元にして計算した「星の生まれやすさ」と比較したところ、ガスが濃い場所ほど星が生まれやすいということがわかりました。銀河の中で星が生まれやすい場所を見つけ出すためには、ガスの濃さを調べることがきわめて重要である、ということを示す結果です

本研究では、銀河の中心部だけでなく棒構造や渦巻腕など銀河円盤の一般的な構造に対してガスの濃さを推定でき、同じ銀河中の異なる場所で比べてもガスの濃さが星の生まれやすさと深く関わっていることが初めて明らかにされました。研究チームでは他の銀河のガス画像も順次得ており、今回の成果が他の銀河でも当てはまるかどうかの確認などの研究を進めていきます

2017年3月6日
Astro Artsより

約100億光年彼方にある星形成時期の銀河の姿

Posted by moonrainbow on 06.2017 銀河   0 comments   0 trackback
初めて見る現在の星の大多数が生まれた現場

約100億光年彼方の星形成銀河
VLA(電波)とHST(可視光線)の観測データを合成した、ハッブル・ウルトラディープフィールド内にある約100億光年彼方の星形成銀河(提供:K. Trisupatsilp, NRAO/AUI/NSF, NASA)

二つの電波望遠鏡が約100億光年彼方の銀河を観測し、星形成が非常に盛んだった時期の星形成現場である銀河の姿を初めて精細にとらえました

約100億年前の時代は宇宙の歴史の中において星形成が非常に盛んだった時期で、現在の宇宙に存在するほとんどの星はこの頃に生まれたと考えられています。しかし、そのころの銀河は星形成が活発なため塵が多く存在しており、可視光線で星形成の現場を詳しく観測することは困難です。塵を見通した観測には電波望遠鏡が適しています

カブリIPMUのWiphu Rujopakamさんたちの研究チームは、米・ニューメキシコ州のカール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡(VLA)と南米チリのアルマ望遠鏡を用いて、この時代の銀河を電波観測しました。観測対象としては、2003年から2004年にかけてハッブル宇宙望遠鏡(HST)が撮影した天空の一領域「ハッブル・ウルトラディープフィールド」に含まれる、約100億光年彼方の銀河11個が選ばれました

観測から、アルマ望遠鏡では星形成に必要な冷たいガスの分布が明らかにされ、VLAでは星形成が起こっている場所がとらえられました。どの銀河でも星形成が広い領域で活発に行われており、その活発さは現在の普通の銀河の20倍にもなります。現在の宇宙では銀河の合体が起こっている場所など限られた領域で星形成が盛んであることとは異なる状況です

今後より多くの銀河の星形成現場を精細に観測することで、当時の銀河における星形成のメカニズムや、現在の銀河との違いに迫り、銀河進化の歴史の解明が進んでいくことが期待されます。.

2017年2月20日
Astro Artsより
 

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