「天の川銀河紀行」

Posted by moonrainbow on 01.2018 天の川   0 comments   0 trackback
国立天文台の「天の川銀河紀行」 VR映像グランプリ受賞

A Journey Through the Milky Way (w/BGM, non-stereo vision VR)



国立天文台の4次元デジタル宇宙プロジェクト(4D2U)プロジェクトが制作した360度動画「天の川銀河紀行」が、先進映像協会が実施するルミエール・ジャパン・アワード2017年度VR部門でグランプリを受賞しました

「天の川銀河紀行」は、国立天文台のスーパーコンピュータ「アテルイ」を使用し、さまざまな物理メカニズムを取り入れたシミューレーションによって作られたの天の川銀河の姿を映像化したものです

普段私たちが目にしている棒状の天の川は、円盤状の星の集まりを真横から見た姿であり、本作品では天の川銀河の外からの景色も視聴することがきます

「天の川銀河紀行」は、普段私たちが見ることのできない視点からの天の川の姿を忠実に描き出したという点、教育効果が期待できるという点などが評価され、ルミエール・ジャパン・アワード2017年度VR部門グランプリとなりました.

天の川銀河の中心部に原始星が11個

Posted by moonrainbow on 09.2017 天の川   0 comments   0 trackback
超大質量ブラックホールの傍らで生まれた幼い星々

ALMAでとらえた、天の川銀河の中心部にある原始星
天の川銀河中心部の原始星
ALMAでとらえた、天の川銀河の中心部にある原始星。矢印は原始星から放出される双極ジェットの方向を示す。中心の星印はいて座A*の位置(提供 : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yusef-Zadeh et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF))

天の川銀河の中心の超大質量ブラックホールから3光年以内という極めて近い場所に、生まれたばかりの原始星が11個発見されました。このような激しい環境でも質量の小さな星が誕生しうることを示唆する興味深い結果です

天の川銀河の中心部には太陽質量の約400万倍という超大質量ブラックホール、「いて座A*」が存在します。その周囲はブラックホールの強力な潮汐力や降着円盤からの強い紫外線、X線が存在する過酷な環境で、星の材料となる塵やガスの雲がすぐに四散してしまうため、新しい恒星、特に太陽のような軽い星はほとんど生まれないのではないかと考えられてきました

米・ノースウェスタン大学のFarhad Yusef-Zadehさんたちの研究チームが、いて座A*の周囲をALMA望遠鏡で観測したところ、いて座A*から約3光年以内という極めて近い距離に小質量星が11個も生まれている、予想外だが確実な証拠が得られました

発見された原始星(濃いガス雲が集まって若い星になる前段階の天体)の年齢は約6000歳ほどと推定されており、過酷な環境で発見された星形成現象としてはこれまでで最も若い段階をとらえたことになります。「驚くべき結果です。星が到底生まれそうもないような場所であっても、星形成の仕組みは非常に堅固に働くことを示しています」(Yusef-Zadehさん)

原始星は、塵とガスからなる星間雲の中で物質の濃いところが自らの重力で収縮することによって誕生し、さらに周囲のガスを取り込んで成長していきます。落ち込む物質の一部は原始星の表面に達せず、原始星の両極から一対の高速ジェットとなって外へと放出されます

原始星を取り巻く塵とガスの円盤の模式図
原始星を取り巻く塵とガスの円盤の模式図。物質が原始星の周りの円盤に落ち込み(右)、一部は高速ジェットとなって両極から噴き出す(左)(提供 : Bill Saxton (NRAO/AUI/NSF))

しかし、超大質量ブラックホールの周辺では、原始星に物質が集まる過程はうまく働かない。原始星のそばで生まれた大質量星や超大質量ブラックホールからの強い光によって分子雲が吹き飛ばされ、物質が原始星に降り積もることができないからです

このような激しい環境で星形成が起こるためには、何か外部からの力がガス雲を圧縮することで、重力収縮が外乱に打ち勝つ必要があります。研究者たちは、銀河中心近くのガス雲は星間物質の中を高速で運動しているため、その運動が星形成を助けているのかもしれないと考えています。あるいは、ブラックホールから放出されるジェットが周囲のガス雲に突入して物質を圧縮し、爆発的な星形成を引き起こしているのかもしれない。「星形成にとって理想的な環境とはとても言えませんが、こういった環境でも星形成が可能になるような、いくつもの道筋を想像することはできます」(NRAO Al Woottenさん)

「次のステップはより高い分解能でこれらの天体を観測し、新しく生まれた星の周りに塵を含んだガス円盤が取り巻いているかどうかを確かめることです。もしガス円盤が見つかれば、天の川銀河の円盤部にある通常の原始星と同じように、やがては惑星が作られるでしょう」(オーストラリア・マッコーリー大学 Mark Wardleさん)

2017年12月4日
AstroArtsより

天の川銀河は典型的な銀河?

Posted by moonrainbow on 06.2017 天の川   0 comments   0 trackback
天の川銀河は典型的な銀河ではないかもしれない

天の川銀河に似た銀河の例
天の川銀河に似た銀河の例(提供:Sloan Digital Sky Survey)

天の川銀河は私たちが宇宙で最もよく研究してきた銀河です。従来は典型的な銀河だと考えられてきましたが、そうではないのかもしれないのです

天の川銀河には周りを回っている小さな伴銀河が数十個存在しています。これらの伴銀河を調べると、天の川銀河そのものについても理解が深まります

米・イェール大学のMarla Gehaさんたちの研究チームは5年前から、天の川銀河に似た約100個の銀河の伴銀河を調べるサーベイ「SAGA(Satellites Around Galactic Analogs)」プロジェクトを実施しています。その初期成果から、明るさや環境などが天の川銀河に似た銀河の伴銀河の多くで、活発な星形成が進んでいることがわかりました。天の川銀河の伴銀河ではほとんど星形成が不活発であることと大きく異なります

「私たちは天の川銀河とその伴銀河を、ダークマターや宇宙論、星形成や銀河形成など、あらゆる研究のために利用しています。しかし、そのガイドとなるべき天の川銀河が、典型的な銀河ではない可能性が出てきました」(Gehaさん)

とはいえ、これまでのところSAGAでは8個の銀河しか調べられておらず、決定的な結論を導くにはサンプル数が少なすぎます。今後2年間で25個の銀河が調べられることになっており、より詳しいことがわかってくるだろう。「今後SAGAによって、銀河の形成とダークマターの性質に関する、新しく重要な情報がもたらされることでしょう」(米・スタンフォード大学 Risa Wechslerさん)

「天の川銀河が独特な存在のか、それともいたって普通の存在なのかの答えを知りたいと思っています。天の川銀河に似た銀河とその伴銀河の研究から、天の川銀河に関する知識がさらに増えるのです」(Gehaさん)

2017年9月27日
AstroArtsより

天の川銀河の物質の半分は別の銀河から

Posted by moonrainbow on 14.2017 天の川   0 comments   0 trackback
天の川銀河の物質の半分は別の銀河からやってきた

天の川銀河のような渦巻き銀河「M101」
天の川銀河のような渦巻き銀河「M101」(提供:NASA)

スーパーコンピューターによるシミュレーションから、天の川銀河の物質の半分は遠い銀河からやってきたらしいことが示されました。私たちの体の一部も銀河外物質からできているのかもしれないのです

米・ノースウェスタン大学のDaniel Anglés-Alcázarさんたちの研究チームがスーパーコンピューターで銀河形成のシミュレーションを行い、銀河を作る物質の流れを追ったところ、天の川銀河などを構成する物質の半分は「銀河間の物質輸送」によって外からやってきたらしいことが示されました

小さい銀河で発生した超新星爆発で銀河のガスが吹き飛ばされ、そのガスが銀河風に乗って大きい銀河へと到達するという過程を経て物質の移動が起こるというのです。銀河同士は遠く離れているため、銀河風が秒速数百kmで広がっていくとしても物質の移動には数十億年もの時間がかかります

Animation of the intergalactic transfer of gas



小さい伴銀河から大きい天の川銀河へと物質が運ばれる様子を示したシミュレーション動画。緑の丸が伴銀河からのガス移動を表す(提供:Daniel Anglés-Alcázar, Northwestern University)

「銀河がどのように形成されたのかに関する理解を一変させる結果です。太陽系や地球、私たちひとりひとりを含め身の周りにある原子の半分は、天の川銀河固有のものではなく、最大で100万光年離れた銀河からやってきたことを示唆しています」(ノースウェスタン大学 Claude-André Faucher-Giguèreさん)。「私たちの起源は、思っていた以上に天の川銀河とは縁が薄いものなのです。反対に、身の周りのものと遠い天体との間のつながりを感じさせてくれる結果でもあります」

「私たちを作る物質のうちどれくらいが他の銀河からやってきたのかを考えれば、私たちは『宇宙の旅人』あるいは『銀河外からの移住者』と言えるかもしれません」(Anglés-Alcázarさん

2017年8月3日
AstroArtsより

天の川銀河の超高速星の起源

Posted by moonrainbow on 08.2017 天の川   0 comments   0 trackback
天の川銀河の超高速星は大マゼラン雲からの逃亡者

大マゼラン雲内の活発な星生成領域から逃げ出す暴走星の想像図
大マゼラン雲内の活発な星生成領域から逃げ出す暴走星の想像図(提供:Amanda Smith)

天の川銀河の超高速星の起源は、大マゼラン雲からやってきた「逃亡者」である可能性が示されました

天の川銀河の重力を振り切るほどの高速で宇宙空間を移動する超高速星は約20個見つかっています。これらの星の起源として、天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホールによって放り出されたものだという説や、崩壊する矮小銀河、無秩序な状態にある星団などが考えらてきましたが、超高速星のほとんどが決まった空域にだけ見つかるという謎がありました

「これまでの超高速星の起源に関する説明は、私にとって納得のいくものではありませんでした。超高速星のほとんどが北半球、それもしし座とろくぶんぎ座に見つかっている事実に疑問を感じたのです」(英・ケンブリッジ大学 Douglas Boubertさん)

別の起源として、超高速星は元々は連星系だったという説がある。連星系では、2つの星が互いに接近していればしているほど速度が速くなり、やがて片方の星が超新星爆発を起こすと、束縛を失ったもう一方の星は高速で飛んでいきます。しかしこの場合も、天の川銀河内の連星系の場合は超高速星にはなり得ないのです。超高速星になるほどの速度では回転できない(近づきすぎて連星が合体してしまう)からです

Boubertさんたちは超高速星が、天の川銀河のそばにある矮小銀河、大マゼラン雲からやってきた可能性を考えました。大マゼラン雲の質量は天の川銀河の1割しかないため、大マゼラン雲の連星系で誕生した高速星は大マゼラン雲の重力を簡単に振り切って銀河から飛び出すことができます。さらに、大マゼラン雲は天の川銀河の周りを秒速400kmという猛スピードで回っているので、星の速度と銀河の速度が加われば、観測されているような超高速星となるというのです。「連星から逃亡した星が大マゼラン雲の軌道に沿ってしし座とろくぶんぎ座の方向に放り出されたと考えば、超高速星が観測される位置についても説明がつきます」(ケンブリッジ大学 Rob Izzardさん)

Boubertさんたちはスローン・デジタル・スカイ・サーベイのデータとコンピューターシミュレーションを組み合わせ、星の誕生や死、銀河の重力の影響を考慮して、大マゼラン雲からどのようにして星が脱出して天の川銀河にやってくるのかをモデル化しました。これにより、大マゼラン雲から飛び出してきた星が空のどこに見つかるのか予測が可能となります

「来年、ヨーロッパ宇宙機関の天文衛星『ガイア』が取得した数十億個の星に関するデータが発表されます。そこには、北半球のしし座、ろくぶんぎ座から南半球の大マゼラン雲の間にわたる超高速星の痕跡がきっとあるはずです。私たちの研究結果の正否はまもなく明らかになるでしょう」(Boubertさん)

2017年7月11日
AstroArtsより
 

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