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2015.07.21 Tuesday

宇宙物理学  銀河と銀河が出会うとき

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    銀河同士が近接遭遇して形が変わったり、衝突して合体することは、それほど珍しいことではないようです。

    小さな銀河が大きな銀河に近接遭遇すると、潮汐力で引き延ばされ、ゆがめられてしまいます。
    壊された残骸が不規則銀河になったものもあるでしょうし、衝突した場合には大きな銀河に飲み込まれてしまうでしょう。
    同じような大きさの銀河の場合は、もっとドラマチックなようです。

    衝突によって銀河にどのような影響が及ぼされるかは、衝突する銀河の質量の比や、衝突する速度や角度によって決まり、より大きな1つの銀河になったり、一方のガスがはぎ取られるだけで終わったりします。



    [スターバースト銀河]

    銀河が近接遭遇すると、スターバーストと呼ばれる爆発的な激しい星生成活動の引き金となります。
    スターバースト銀河の正式な定義はありませんが、宇宙年齢よりずっと短い時間でガスとダストを使い果たすほど激しい星生成活動を行っている銀河のことを指します。
    天の川銀河よりも100倍も高い星生成率で星をつくっているものもあります。
    だから、この現象は一時的なものだと考えられています。

    スターバースト銀河の代表例はM82でしょう。
    中心部から電離した水素ガスが吹き出していて、これは「スーパーウィンド」と呼ばれます。
    M82の活発な星形成は近くのM81銀河との近接遭遇によって引き起こされたようです。
    この付近の電波観測によると、中性水素の大きな流れが2つの銀河をつないでいるそうです。
     

      画像はAPODからお借りしました。  → こちら

    アストロアーツ・天文ニュースにも記事があります。  → こちら



    [銀河の衝突]

    触角銀河(アンテナ銀河)は、衝突によって中心核が合体して一つの大きな銀河になる途上にある代表例です。

    NGC4038(上)は棒渦巻銀河、NGC4039(下)は渦巻銀河だったようです。
    約9億年前に接近し始めて、約6億年前には互いの本体同士が通り抜けて、約3億年前には銀河の星々の一部が本体の外へ放り出され始めたそうです。
    そして現在では放出された星からなる2本の流れが銀河本体のサイズをはるかに超えて伸びて触角状の姿ができたと考えられています。


      画像はAPODからお借りしました。  → こちら


    一般に、ほとんどの銀河はその寿命の間に少なくとも一度はこのような大きな衝突を経験すると考えられているそうです。
    ハッブル宇宙望遠鏡によって撮影された、様々な銀河が衝突している画像をご覧下さい。
     

      画像はNASAのサイトからお借りしました。  → こちら



    [銀河の合体]

    銀河が合体するという現象自体は珍しいことではないそうです。
    天の川銀河も、これまでにいくつもの小さな銀河が合体して大きくなってきたようです。
    もともとは小さな銀河が出発点であり、周辺の銀河を取り込んで太ってきたのですね。

    天の川銀河とアンドロメダ銀河もお互いに近づいていて、数十億年後には合体し、その過程で周りの銀河も吸収して一つの巨大な楕円銀河ができると考えられています。
    下の画像はNASAの天文学者がシミュレーションした様子です。
     

      画像はハッブルサイトからお借りしました。  → こちら

    1段目左 : 現在で 天の川が見えており、アンドロメダ銀河も小さく見えています
    1段目右 : 20億年後 アンドロメダ銀河が大きく見えています
    2段目左 : 37.5億年後 アンドロメダ銀河が視野を埋めて、天の川が潮汐力により歪みはじめます
    2段目右 : 38.5億年後 最初の接近時に星生成が活発になって夜空が輝きます
    3段目左 : 39億年後 新しい星々の光を浴びた星雲が赤く輝きます
    3段目右 : 40億年後 最初の接近後の様子で両者は大きく歪んでいます
    4段目左 : 51億年後 第2の接近時の様子で、2つの銀河核が輝いています
    4段目右 : 70億年後 巨大楕円銀河が出来上がり、ガスやダストを使い果たして新しい星はもう作られません


    アストロアーツ・天文ニュースにも記事があります。  → こちら



    参考図書
      ・宇宙進化の謎 (谷口義明さん、ブルーバックス、2011年5月発行)
      ・銀河と宇宙 (ジョン・グリビンさん(訳:岡村定矩さん)、丸善出版、2013年7月発行(原書は2008年))


     








    コメント

    こんにちは
    70億年の物語を見てみたい、撮ってみたいものですねぇ。こういう状況下で、確か互いの銀河の星同士はすり抜けると以前の講義であったように思うのですが(違っていたらごめんなさい)、やっぱりお互いの重力的な作用でタダじゃ済まないですかね?例えば、大規模な地殻変動とか地軸が反転するとか、軌道がずれるとか。
    でも見てみたい。。ま、20億年後に人類がいるのかどうなのかという前提はありますが。

    追伸;後でどうでも良いような質問メールをさせていただきますのでよろしくお願いします。
    2015/07/21 7:34 AM by 温泉日和
    >温泉日和さん、おはようございます。

    私は20億年後ぐらいでいいです。
    太陽系全体の軌道は変動するでしょうが、地球を含めて太陽系自体は大きな影響は無いみたいですね。
    では今度の冬に本格的な冬眠に入ったらどうでしょう?
    でも太陽の寿命が尽きるほうが早いかもしれませんね。
    2015/07/21 8:18 AM by やまねももんが

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