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あり得ないほど星が密集した宇宙一高密度な銀河がヤバイ

宇宙ヤバイchキャベチ

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どうも!宇宙ヤバイch中の人のキャベチです。

今回は「宇宙一高密度な銀河」というテーマで動画をお送りしていきます。

●超コンパクト矮小銀河(UCD)

観測技術の進歩により、これまで多くの種類の銀河が発見されてきました。

その中でも特に高密度な銀河として知られるのが、「超コンパクト矮小銀河(UCD)」です。

UCDは、大きさの割に非常に大きなブラックホールを持っている傾向があります。

このことから、UCDは過去に巨大だった銀河が別のより巨大な銀河との衝突など、何らかの原因で銀河の核だけが残った姿であると考えられています。

なので、銀河が密集していて銀河同士の衝突が激しい領域ではこのようなUCDが多く見つかる傾向があります。

実際に地球からおとめ座の方向に5000万光年ほど離れた、数千単位の銀河が密集した「おとめ座銀河団」では、これまでに実に100個程度のUCDが発見されているそうです!

●M60-UCD1

Credit:NASA, ESA and A. Seth (University of Utah, USA)
Credit:NASA, ESA and A. Seth (University of Utah, USA)

そんなUCDの中でも特に星が密集した銀河に、おとめ座の方向に5400万光年程離れた所、ちょうどおとめ座銀河団に属する、「M60-UCD1」という銀河があります。

M60-UCD1の背後に映っているのは、4000億個もの星を含む直径が12万光年の巨大な楕円銀河であるM60です。

M60-UCD1はこのM60と約100億年前に衝突し、周囲の星々を奪われ超高密度な銀河核だけが残り、現在のような姿になったと考えられています。

M60-UCD1は直径が約300光年と、直径約10万光年の天の川銀河の400分の1程度しかない本当に小柄な銀河です。

銀河の分類は異なりますが、直径自体は背後のM60と天の川銀河が似ているので、その差は歴然です。

この小さな領域内に実に1億4000万個もの恒星が密集していることが知られています!

M60との衝突前には100億個もの恒星を持っていたとも言われているので、本当に超高密度の中心部しか残らなかったという感じですね!

Credit:NASA, ESA and G. Bacon (STScI)
Credit:NASA, ESA and G. Bacon (STScI)

これだけ高密度なので、仮にこの銀河の中にある恒星系に惑星があったとしたら、その惑星の夜空からは100万個もの星が肉眼で見えるそうです。

参考までに地球上の夜空から肉眼で見える恒星はせいぜい4000個程度です。

この銀河からはその250倍の星が見えることになります…もはや夜でも明るすぎて寝ることができないかもしれません!

●M60-UCD1のブラックホール

credit: NASA, ESA, D. Coe, G. Bacon (STScI)
credit: NASA, ESA, D. Coe, G. Bacon (STScI)

そしてこのM60-UCD1は、星の数の割に銀河全体の質量が大きいことが知られていました。

このことから、中心にはかなり質量の大きなブラックホールが存在するのではないかと疑われていました。

そこで中心のブラックホールの質量を計測するために、M60-UCD1を構成する星々の運動を調べたそうです!

地球から5400万光年も彼方にある銀河の、星々の動きまで観測できる現在の技術は本当にすさまじいです…

詳細な観測の結果、なんと銀河の中心部に太陽の2100万倍もの質量を持つ超大質量ブラックホールが発見されたと、比較的最近の2014年に発表されています!

比較として天の川銀河の中心部にあるブラックホールいて座A*は、太陽の430万倍ほどの質量を持っています。

M60-UCD1は天の川銀河よりはるかに小柄であるにも関わらず、中心のブラックホールは5倍も重かったのです!

銀河全体の質量のうちブラックホールの質量が占める割合の話でいうと、天の川銀河の総質量はM60-UCD1の1000倍程度あり、銀河全体のうち中心のブラックホールいて座A*の質量はわずか0.01%以下です。

それに対してM60-UCD1の場合、銀河全体の総質量のうち中心ブラックホールだけでなんと15%を占めています!

元々は100億個もの恒星を束ねる巨大銀河であったというのも納得できる、超大質量のブラックホールです。

M60-UCD1は最終的にM60と合体し、一つの銀河になると考えられています。

M60の中心には太陽のなんと45億倍にも匹敵する超特大のブラックホールがあるので、合体よりかは吸収されるといった表現が近いかもしれません!

●さらなる高密度銀河も…

Credit:NASA / Hubble Space Telescope/ A. Romanowsky (SJSU) Subaru
Credit:NASA / Hubble Space Telescope/ A. Romanowsky (SJSU) Subaru

M60-UCD1で超大質量ブラックホールの質量が判明した翌年の2015年には、M59-UCD3と、M85-HCC1というさらに高密度な可能性のある2つの超コンパクト矮小銀河が発見されました。

M59-UCD3はM60-UCD1とほぼ同じ大きさですが、前者の方が4割ほど明るいそうです。

M85-HCC1はさらに小さい代わりに星の密度はこれらの約100倍にもなるそうです!

まさに銀河の真の中心部領域だけが残ったイメージですね。

ただしこれらの新発見の銀河がどのように形成されたかはまだはっきりと判明したわけではなく、M60-UCD1と同様により巨大な銀河に破壊されたと判明するには、中心のブラックホールの質量を理解する必要があるそうです。

今後もこのような超高密度の銀河の研究が続けば、さらに桁違いに高密度な銀河も発見されるかもしれません!楽しみですね。

https://esahubble.org/news/heic1419/
https://phys.org/news/2015-07-plain-sight-undergraduates-densest-galaxies.html
サムネイルcredit: NASA, ESA, D. Coe, G. Bacon (STScI)

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