何でも聞いてください: 天の川はなぜ渦巻き状になっているのですか?

私たちの銀河の形は特別なものではありません。宇宙の片隅から簡単に観察できる他の星団の中には、塊状や卵形のものもありますが、3分の2以上はいわゆる「円盤銀河」、つまり巨大なビニールレコードの表面に沿って移動するかのように星が平坦な軌道に落ち着いている銀河です。ほぼすべての円盤銀河は、星が集まって渦巻き状の腕を形成しており、私たちの銀河と多少は似ています。

渦巻きの原因は何か? 「銀河は、常に衛星銀河からの衝撃を受けています」とウェストバージニア大学のクリス・パーセル氏は言う。ある銀河が他の銀河のそばを通り過ぎたり、通り抜けたりすると、その結果生じる力によって銀河全体に衝撃波が伝わり、星々が中心の周りを回転する細長い形に集まる。「これは基本的に、重力によって円盤全体に伝わる振動です」とパーセル氏は説明する。銀河が古くなると、こうした摂動は増大する傾向があり、円盤は薄く円形で比較的均質なものから、より厚く歪んだものへと変化する。これは自然なプロセスだとパーセル氏は言う。「これらの銀河は、自らを渦巻きにしようとしているだけでなく、常に渦巻きに変えるものにぶつかっているのです」

天の川銀河は、その細長い形状からわかるように、その過程の初期段階にあるように思われる。しかし、状況は変化している。他のいくつかのより小さな銀河が現在（宇宙の時間スケールで）我々の銀河に衝突しつつある。その 1 つがいて座矮小銀河だ。「この銀河は我々の銀河の反対側にあることが判明した」とパーセル氏は言う。「そのため、下から円盤に衝突しているのだ」。パーセル氏のシミュレーションは、これらの衝突が現在見られる渦巻き状の構造を説明できる可能性を示唆している。

しかし、さらに極端な衝突が起こる可能性もある。「私たちはアンドロメダへの最初の落下中です」とパーセルは警告する。「そして、直接接近しています。」その時何が起こるだろうか？「両方の円盤が破壊され、システム全体が楕円形の塊に変わるでしょう。」しかし、先走りすぎないようにしましょう。その衝突はまだ10億年以上先のことです。

この記事はもともと、Popular Science の 2014 年 3 月号に掲載されました。