ガイアは天の川の古代の糸を解き明かす

ガイアは天の川の古代の糸を解き明かす
2024/03/21
ESA/科学と探検/宇宙科学/ガイア
ESA のガイア宇宙望遠鏡は、私たちの銀河の歴史をさらに解きほぐし、120億年以上前に形成され織り交ぜられた 2つの驚くべき星の流れを発見しました。

シャクティとシヴァと名付けられた 2 つの流れは、幼生の天の川の形成に貢献しました。どちらも非常に古いもので、現在の銀河の渦巻き腕と円盤の最も古い部分よりも前に形成された可能性があります。

「本当に驚くべきことは、これらの古代の構造物をまったく検出できるということです」と、研究を主導したドイツのハイデルベルクにあるマックス・プランク天文学研究所（MPIA）のキャティ・マルハン氏は言う。「これらの星が誕生して以来、天の川銀河は大きく変化したため、私たちがそれらをグループとしてこれほど明確に認識できるとは予想していませんでしたが、ガイアから得られた前例のないデータのおかげでそれが可能になりました。」


ガイアは天の川にある2つの古代の星の流れを解明する
ガイア観測を使用して、研究者らは天の川銀河内の個々の星の軌道と、その内容と組成を決定することができました。「これらすべての星の軌道を視覚化したところ、特定の化学組成の星の中で2つの新しい構造が他の構造より際立っていたことがわかりました」とキャティ氏は付け加えます。「私たちはそれらをシャクティとシヴァと名付けました。」

本当に古代の断片
それぞれの流れには太陽約1,000万個の質量が含まれており、年齢120 ～ 130億年の恒星はすべて、同様の組成で非常によく似た軌道を運動しています。それらの分布方法は、それらがその生涯の初期に天の川と融合した別個の破片として形成された可能性があることを示唆しています。

どちらの流れも天の川の中心に向かって横たわっています。ガイアは、2022年に一種の「銀河考古学」を使用して天の川銀河のこの部分を調査しました。これは、この領域が銀河系全体で最も古い星々で満たされていることを示しており、それらはすべて天の川円盤が適切に形成される前に誕生したものである。


天の川を構成する星空の流れ
「そこにある星は非常に古いものであるため、宇宙の生涯の後半に作られた重金属元素の多くが欠けています。これらの重金属は星の中で作られ、消滅すると宇宙に飛散するものです。私たちの銀河の中心部にある星々は金属が乏しいので、私たちはこの領域を天の川銀河の「貧しく古い中心部」と名付けました」と、同じくMPIAの共著者であり、2022年の研究の主任「銀河考古学者」であるハンス・ウォルター・リックス氏は言う。

「これまで、私たちは天の川銀河の古代の中心部を形成するために集まった非常に初期の断片しか認識していませんでした。シャクティとシヴァでは、比較的古いように見えるが、さらに外側に位置する最初の作品が見られます。これらは、私たちの銀河が現在のサイズに向けて成長する最初のステップを示しています。」

複雑な家系図
2つのストリームは非常に似ていますが、同一ではありません。シャクティ星は、天の川銀河の中心から少し離れたところを周回し、シヴァ星よりも円形の軌道を描いています。ふさわしく、これらの小川は、宇宙 (または大宇宙) を創造するために団結するヒンズー教哲学の神聖なカップルにちなんで名付けられました。


天の川の解剖学
約120億年前、天の川は、今日私たちが見ている規則正しい渦巻きとは大きく異なって見えました。私たちの銀河は、長くて不規則なガスと塵の複数のフィラメントが合体して形成され、それらがすべて星を形成し、絡み合って私たちが知っている銀河の誕生のきっかけとなったと考えられています。シャキとシヴァはこれらのコンポーネントの2つであるようで、将来のガイア データ リリースでさらに多くのことが明らかになる可能性があります。

Khyati と Hans-Walter は、銀河の形成に役割を果たし、ガイア データを使用して発見された他の既知の構成要素の動的マップも作成しました。これらには、Gaia-Sausage-Enceladus、LMS1/Wukong、Arjuna/Sequoia/I'itoi、Pontus が含まれます。これらの星のグループはすべて、ガイアが過去10年にわたって構築するために取り組んできた、天の川の複雑な系図の一部を形成しています。

「私たちの銀河の初期についてさらに明らかにすることは、ガイアの目標の 1 つであり、確実にそれを達成しています」と ESA のガイアプロジェクト科学者ティモ・プルスティは言います。「私たちの銀河がどのように形成され、進化したのかを理解するには、天の川銀河の星間の微妙だが決定的な違いを正確に特定する必要があります。これには信じられないほど正確なデータが必要ですが、現在、Gaia のおかげでそのデータを入手できます。シヴァ川やシャクティ川など、銀河系の驚くべき部分を発見するにつれて、私たちはその隙間を埋め、現在の故郷だけでなく、最も初期の宇宙の歴史の全体像を描きつつあります。」

天の川銀河の形成シミュレーション

 
天の川銀河の形成シミュレーション
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編集者向けのメモ
「シヴァとシャクティ: 内部天の川の推定原銀河の断片」 K. Malhan と H.-W. Rix (2023) は The Astrophysical Journal に掲載されます。DOI: 10.3847/1538-4357/ad1885

ESA のガイア宇宙望遠鏡は 2013年12月19日に打ち上げられ、2014年から空の調査を行っています。今回のミッションは、天の川に関する私たちの理解を覆し、その形と構造を明らかにし、合体が星にどのような影響を与えたかを明らかにしました。私たちの銀河を故郷と呼んでいます。この望遠鏡の主な成果について詳しく読んでください。