宇宙ソーセージはどうやって作るんですか？

約 100 億年前、小さな銀河が私たちの天の川銀河と衝突し、宇宙ソーセージが誕生しました。いわゆる「ガイア-エンケラドゥス-ソーセージ」(GES) の合体イベントにより、私たちの銀河の星々がかき混ぜられ、その一部が銀河の中心にあるブラックホールの周りをソーセージのように細長い軌道で周回し、天の川銀河の円盤が現在の厚いパンケーキのような形に膨らみました。

現在、天文学者たちは、GES の合体が天の川銀河の特徴的な棒状構造、つまり銀河の渦巻きの中心にある一直線の星々の形成にも関与している可能性があると考えている。彼らの研究結果は最近、 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society誌に提出され、現在はプレプリントとして arXiv で閲覧可能となっている。

「我々の論文は、天の川銀河の棒状構造が銀河系最大の合体（ガイア・エンケラドゥス・ソーセージ合体）の直接の結果として形成された可能性があることを初めて示しており、その名残は近くの恒星の動きに見ることができる」と、論文の著者でリバプール・ジョン・ムーアズ大学の天文学者アレックス・メローとロバート・グランドはPopSciに語った。

渦巻銀河のほぼ 3 分の 2 には棒状構造があり、その重力の影響により、星、ガス、エネルギーが銀河内をどのように移動するかという謎を解く上で重要な役割を果たしています。しかし、天文学者は棒状構造がどのようにして生まれたのかを完全には理解していません。過去を遡って天の川銀河の起源を見ることはできませんが、天文学者はさまざまな年齢の近くの星を詳細に研究し、過去についての手がかりを得ることができます。「観測による手がかりは星の光の中にあります。化石が地球の歴史について教えてくれるのと同じです」とメローとグランドは説明します。「特に、銀河全体の星の位置、動き、化学組成は、宇宙の過去についての物語を語っています。」

最近の観測から、私たちの銀河の棒状構造はかなり古く、おそらくGESの合体とほぼ同時期に100億年前にできたものかもしれないことが示唆されている。合体によって星がちょうど良い方向に動かされて棒状構造が形成されるかどうかを調べるため、研究者らはGESのような銀河が天の川銀河のような銀河に衝突するコンピューターシミュレーションを生成し、その後、星が時間の経過とともに「重力」とともにどのように動くかを観察した。この設定では、シミュレーション内の星はかなり速く棒状構造を形成し、このタイプの合体イベントによって銀河の棒状構造が形成される可能性があることを示している。

「GESの合体が天の川銀河の現在の多くの特性に大きな影響を与えたことを示す証拠が今日ではたくさんあることを考えると、これは素晴らしい結果だ」と、今回の研究には関わっていないカリフォルニア大学デービス校の天文学者プラティック・ガンディー氏はPopSciに語った。

我々の銀河も、地球という小さな岩石の上に生物が生息するようになった経緯において重要な役割を果たしている。「天の川銀河では、我々は棒状構造の領域からかなり離れたところに住んでいますが、その影響から逃れられるわけではありません」とメローとグランドは説明する。棒状構造が星の周りを動いていたとき、太陽も動いていた可能性がある。また、銀河のどこに住んでいるかは、その惑星の住み心地に大きな影響を与える。太陽は「棒状構造の重力の影響で、現在とはまったく異なる銀河の場所で生まれた可能性がある」と、彼らは付け加える。

私たちの母銀河についてもっと知ることは、私たち自身の起源の物語にとって重要であり、私たちがなぜこの銀河系の近隣の特定の場所にたどり着いたのかを説明するものです。この情報は、他の銀河の歴史を解明する鍵にもなり得ます。メローとグランドが言うように、この研究は「宇宙全体の他の棒銀河の歴史に新たな視点をもたらす」でしょう。

訂正 2023年12月19日:銀河の衝突はおそらく100億年前に起こった。PopSciはこの誤りを遺憾に思います。