6月19日に学術誌「アストロノミー・アンド・アストロフィジックス」に掲載された研究結果によると、天の川銀河の巨大な渦巻き腕のうちの2つは、これまで考えられていたよりも大幅に離れていると科学者らが最近発表した。遠く離れた宇宙の爆発のエコーから収集されたこの新しい情報は、研究者が私たちの銀河の質量、さらには形状の再評価につながる可能性があります。
天の川銀河は棒渦巻銀河として分類され、超大質量ブラック ホールいて座 A* を収容する密集した中央領域が特徴です。射手座、たて座ケンタウルス、ペルセウス、外側の 4 つの主要な腕が、広大な風見鶏のように外側に伸びています。ほとんどの星と銀河ガスはこれらの宇宙腕に集中していますが、太陽を含む他の星はそれらの間の空間またはより小さな構造に位置しています。
これまで、これらの渦巻き腕の大きさは、天の川の回転速度に基づいて推定されていました。地球上の私たちの位置から銀河全体を観察することは不可能であるため、この方法が使用されます。 NASAによると、この間接的なアプローチは、直径が約10万光年、質量が約1兆5000億個の太陽に相当すると考えられる銀河の全体の大きさを推定するのに役立ったという。
しかし、巨大な構造を測定するこの方法は完全に正確ではなく、約 175 年前に渦巻状の形状が発見されて以来、私たちの銀河に関する不確実性を生み出してきました。
イタリア国立天体物理学研究所の研究者であり、博士号取得の一環として研究を主導したベアトリス・ヴァイア氏は声明で、天の川銀河の外側の腕は一般に間接的にモデル化されていると説明した。彼女は、この技術には「誤差が生じる余地がある」こと、そして銀河の中心から遠ざかるほど測定値の不確実性が徐々に高まると指摘した。
新しい研究では、研究者らはガンマ線バースト（GRB）として知られる宇宙で最も強力で明るい爆発を利用して、銀河腕を測定する革新的な方法論を開発した。これらの宇宙爆発からの X 線光は、銀河の腕の中に存在する濃いガス雲を通過するときに、光の輪、つまりエコーを形成します。そのサイズは地球からの距離に比例します。
研究チームは、NASA のチャンドラ X 線天文台と欧州宇宙機関の XMM-ニュートン天文台 (どちらも地球軌道上) からのデータを使用して、3 つの異なる GRB からのエコーを分析しました。これらの爆発は、ペルセウス座腕、外側腕、たて座ケンタウルス腕のガス雲を切り裂き、外側腕とたて座ケンタウルス腕がこれまで考えられていたよりも地球から約10％離れていることを明らかにした。この差は小さいように見えますが、その差は数千光年にもなります。
この発見が示唆する最も重要な意味は、私たちの銀河が私たちが想像していたよりも大きく、したがってより質量がある可能性があるということです。これは、私たちが自分たちの宇宙近隣をどのように理解するかに大きな影響を与える可能性があります。
イタリアのボローニャ大学の天文学者で、この研究の共著者であるイラリア・フォルナシエロ氏は、別の声明で、たとえ「違いが小さい」としても、これらの距離を再評価することは銀河を理解するための基礎であると強調した。彼女は、銀河質量は腕の長さに直接影響するため、天文学者らは銀河質量の推定値を修正する可能性があると付け加えた。
新しい記事とともに公開されたアニメーションは、更新されたデータに基づいて天の川の表現の可能性を示しています。その中で、外腕とたて座-ケンタウルス腕は銀河間空間の奥深くまで伸びており、銀河は完全に対称な渦巻きではなく、非対称のカタツムリの殻に似ており、従来の概念を覆しています。
いて座の腕や他の小さな銀河の腕は同じ方法で測定されていないため、これらの視覚化はまだ銀河の正確な形状を表していないことに注意することが重要です。しかし、ペルセウスの腕が GRB で照らされた他の 2 つの腕ほど遠くないという事実は、銀河全体にわたる驚くべき非対称性を示唆しています。この現象はまだ簡単には説明できず、さらなる調査が必要です。
研究者たちは、私たちの宇宙の近隣についての理解を深めるために、天の川銀河の残りの部分の地図作成に使用できるさらに多くの GRB を探し続けています。しかし、イタリアのパヴィア高等大学の天文学者アンドレア・ティエンゴ氏が強調するように、こうした宇宙爆発を発見することは大きな課題である。同氏は、「私たちは宇宙がこれらの出来事を提供してくれることを期待していますが、これまで25年以上にわたって、利用できる出来事はほんの数件しか見つかっていません。とはいえ、私たちはさらに多くの出来事を探し続けます。」と述べました。
