銀河の構造と進化

銀河は恒星、ガス、塵、暗黒物質などが重力によってまとまった天体系です。形や色は装飾ではなく、星がいつ生まれ、ガスがどう動き、周囲と何を交換してきたかを示す手掛かりになります。

形の違いは何を表すか

渦巻銀河には平らな円盤と腕があり、腕に沿って若い星やガスが目立つことがあります。楕円銀河は滑らかな星の分布をもち、一般に古い星が多く見られます。不規則銀河は整った形に当てはまりません。ただし見かけは観測方向と波長に左右され、横から見た円盤は細い帯になります。形だけで年齢や進化の道筋が一意に決まるわけではありません。

ガスが星をつくり、星がガスを変える

冷たいガスの一部が収縮すると星が生まれます。大質量星からの紫外線、恒星風、超新星爆発は周囲を加熱し、ガスを押し広げます。これをフィードバックと呼び、次の星形成を抑えることも、局所的な圧縮を通じて促すこともあります。銀河の明るさは星の数だけでなく、若い明るい星の割合にも影響されます。色やスペクトルを測って形成史を推定します。

銀河の衝突で何が起こるか

銀河同士が接近すると重力で形がゆがみ、長い尾状の構造が生まれることがあります。星同士の間隔は星の大きさに比べて非常に広いため、恒星そのものの正面衝突は通常まれです。一方、ガスは衝突や圧縮の影響を受けやすく、激しい星形成が起こり得ます。銀河が合体しても、すべての星が一つの巨大な星へ融合するわけではありません。

距離と時間を並べて調べる

遠い銀河ほど昔の姿を見ているため、さまざまな距離の銀河を比較して進化を研究します。しかし遠方では明るい天体が検出されやすく、同じ波長の画像でも天体が放った波長は赤方偏移で変わります。近くと遠くの写真の違いをそのまま時代の違いと結論しないことが大切です。観測の選択効果を再現したシミュレーションや、同じ性質の標本を使います。

銀河と宇宙の網目構造

銀河は宇宙に一様な間隔で散らばっているのではなく、銀河群、銀河団、細長いフィラメントなどをつくります。星の運動と重力レンズは、目に見えない質量分布も調べる手段です。中心の巨大ブラックホールから放出されるエネルギーもガス環境に影響します。ただし銀河全体の星を引き留める重力を、中心のブラックホール一個だけが担っているわけではありません。

関連項目