天文学者が天の川の外側の範囲の新しい全天図をリリース

天の川銀河中心部の外側に広がる銀河ハロー部分の恒星の位置と運動方向を決定する事で暗黒物質の性質の特定につながる。以下、機械翻訳。
天文学者が天の川の外側の範囲の新しい全天図をリリース
2021年4月21日 ニュースリリース
NASA / ESA / JPL-Caltech / Conroyet。al。2021年
マサチューセッツ州ケンブリッジ-NASAとESA（欧州宇宙機関）の望遠鏡からのデータを使用している天文学者は、私たちの銀河の最も外側の領域の新しい全天の地図をリリースしました。銀河ハローとして知られるこの領域は、天の川の認識可能な中央円盤を形成する渦巻銀河の外側にあり、星がまばらに存在します。ハローはほとんど空に見えるかもしれませんが、宇宙のすべての質量の大部分を構成すると考えられている神秘的で目に見えない物質である暗黒物質の巨大な貯蔵所を含むことも予測されています。
新しい地図のデータは、ESAのガイアミッションとNASAの地球近傍天体広域赤外線サーベイエクスプローラー（NEOWISE）からのもので、2009年から2013年にかけてWISEという名前で運用されていました。天体物理学センターの天文学者が主導する研究| Harvard＆Smithsonianは、本日Natureで公開され、2009年から2018年の間に宇宙望遠鏡によって収集されたデータを利用しています。
新しい地図は、大マゼラン雲（LMC）と呼ばれる小さな銀河が、天の川を周回する2つの矮小銀河のうち大きい方であるために、水を通る船のように天の川の銀河ハローをどのように航行したかを示しています。その背後にある星に航跡を作成します。LMCは、地球から約160,000光年離れた場所にあり、天の川の質量の4分の1未満です。ハローの内側の部分は高レベルの精度でマッピングされていますが、これは、後流が見られるハローの外側の領域の同様の画像を提供する最初のマップです–銀河中心から約200,000光年から325,000光年。以前の研究は、伴流の存在を示唆していましたが、全天の地図はその存在を確認し、その形状、サイズ、および位置の詳細なビューを提供します。

Simulation of Dark Matter in the Milky Way Halo

ハローのこの乱れはまた、天文学者に彼らが直接観察することができない何かを研究する機会を提供します：暗黒物質。光を放出、反射、吸収しませんが、暗黒物質の重力の影響が宇宙全体で観察されています。銀河がその上に構築される足場を作成すると考えられており、それがないと、銀河は回転するときに離れて飛んでしまいます。暗黒物質は、星から惑星、ガス雲に至るまで、光を放出または相互作用するすべての物質よりも宇宙で5倍一般的であると推定されています。
暗黒物質の性質については複数の理論がありますが、それらはすべて、天の川のハローに存在する必要があることを示しています。その場合、LMCがこの地域を航行するときに、暗黒物質にも航跡を残す必要があります。新しい星図で観測された伴流は、この暗黒物質の伴流の輪郭であると考えられています。星はこの見えない海の表面の葉のようで、暗黒物質とともにその位置が変化します。
暗黒物質と大マゼラン雲の相互作用は、私たちの銀河に大きな影響を及ぼします。LMCが天の川を周回すると、暗黒物質の重力がLMCを引きずり、速度を落とします。これにより、矮小銀河の軌道はどんどん小さくなり、銀河は約20億年後にようやく天の川と衝突します。これらのタイプの合併は、宇宙全体の巨大な銀河の成長における重要な推進力になるかもしれません。実際、天文学者は、天の川が約100億年前に別の小さな銀河と融合したと考えています。
ハーバード大学の天文学の大学院生で新しい論文の共著者であるRohanNaiduは、次のように述べています。 「私たちの地図の目覚めは、銀河がどのように合体するかについての私たちの基本的な絵が正しいことを本当にはっきりと確認しています！」

まれな機会

論文の著者はまた、新しいマップが、追加のデータと理論的分析とともに、暗黒物質の性質に関するさまざまな理論のテストを提供する可能性があると考えています。たとえば、暗黒物質が通常の物質のように粒子で構成されているかどうか、それらの粒子はそうです。
研究の共著者でハーバード大学のチャーリー・コンロイ教授で天文学センターの天文学者であるチャーリー・コンロイ氏は、「ボートが水の中を航行しているのか、蜂蜜の中を航行しているのかによって、ボートの後ろの航跡が異なることを想像できる」と語った。 後流の特性は、どの暗黒物質理論を適用するかによって決まります。」
コンロイは、ハロー内の1,300を超える星の位置をマッピングするチームを率いました。地球からそれらの星の大部分までの正確な距離を測定しようとする際に課題が生じました。星がかすかに近くにあるのか、明るくて遠くにあるのかを判断することはしばしば不可能です。チームは、ESAのガイアミッションからのデータを使用しました。これは、空の多くの星の位置を提供しますが、天の川の外側の領域の星までの距離を測定することはできません。
ハローにある可能性が最も高い星を特定した後（明らかに銀河内やLMC内になかったため）、チームはNEOWISEによって検出可能な特定の光の「署名」を持つ巨星のクラスに属する星を探しました。選択した星の基本的な特性を知ることで、チームは地球からの距離を把握し、新しい地図を作成することができました。これは、天の川の中心から約20万光年、またはLMCの航跡が始まると予測された場所から始まり、それを超えて約125,000光年に及ぶ領域を示しています。
コンロイと彼の同僚は、銀河ハローの暗黒物質がどのように見えるかを予測するコンピューターモデルを作成する、アリゾナ大学ツーソン校の天体物理学者のチームについて学んだ後、LMCの目覚めを探すように促されました。2つのグループは新しい研究に協力しました。新しい研究にあるアリゾナチームによるモデルの1つは、新しいマップで明らかにされた星の伴流の一般的な構造と特定の場所を予測しました。データがモデルが正しいことを確認すると、チームは他の調査が示唆していることを確認することができました。LMCは天の川の周りの最初の軌道にある可能性が高いということです。小さな銀河がすでに複数の軌道を作っている場合、後流の形状と位置は、観測されたものとは大幅に異なります。天文学者は、LMCが天の川や近くの別の銀河M31と同じ環境で形成され、私たちの銀河の周りの非常に長い最初の軌道上にあったと考えています（約130億年）。その次の軌道は、天の川との相互作用のためにはるかに短くなります。

アリゾナ大学の天文学博士課程の学生であるニコラス・ガラヴィト・カマルゴ氏は、「観測データで理論的予測を確認することで、暗黒物質を含むこれら2つの銀河間の相互作用についての理解が正しい方向に進んでいることがわかります」と述べています。論文で使用されているモデル。
新しい地図はまた、天文学者に私たち自身の銀河の暗黒物質（概念上の水または蜂蜜）の特性をテストするまれな機会を提供します。新しい研究では、ガラビート-カマルゴと同僚は、観測された星図に比較的よく適合するコールドダークマターと呼ばれる人気のある暗黒物質理論を使用しました。現在、アリゾナ大学のチームは、さまざまな暗黒物質理論を使用したシミュレーションを実行して、星で観測された伴流に最もよく一致するものを確認しています。
研究の共著者でアリゾナ大学の准教授であるGurtinaBeslaは、次のように述べています。この新しいマップと私たちが作成した暗黒物質シミュレーションの組み合わせでそのテストを実現するだけです。」
2009年に打ち上げられたWISE宇宙望遠鏡は、その主要な任務を完了した後、2011年に冬眠状態に置かれました。2013年9月、NASAは、地球近傍天体（NEO）をスキャンすることを主な目的として宇宙望遠鏡を再起動し、ミッションと宇宙望遠鏡の名前をNEOWISEに変更しました。南カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所は、NASAの科学ミッション局のWISEを管理および運用していました。ミッションは、メリーランド州グリーンベルトにあるエージェンシーのゴダードスペースフライトセンターが管理するNASAのエクスプローラープログラムの下で競争的に選ばれました。NEOWISEは、カリフォルニア工科大学の一部門であるJPLとアリゾナ大学のプロジェクトであり、NASAの惑星防衛調整室の支援を受けています。

天体物理学センターについて| ハーバード＆スミソニアン
天体物理学センター| ハーバード＆スミソニアンは、ハーバードとスミソニアンのコラボレーションであり、宇宙の性質に関する人類の最大の未解決の質問を尋ね、最終的には答えるように設計されています。Center for Astrophysicsは、マサチューセッツ州ケンブリッジに本社を置き、米国および世界中に研究施設があります。