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天の川銀河の構造がイメージよりも複雑だった

天の川

かつて宇宙には数千億個もあるとされてきた銀河は、観測技術の発達で2兆個もの銀河があるとされ、正に宇宙には無限の星がひしめき合っているような感がありますよね。

空気のきれいな暗い場所で上空を見上げれば、夜空を横切る淡い光の帯が目に入りますが、これが私たちが住んでいる太陽系が所属している天の川銀河です。

私が初めて天の川銀河を見たのが小学生の頃。

夜釣りをしていてふと見上げて目に入ったのが満点の星を横切る姿を今でも忘れることができません。

そんな天の川銀河も、最近の観測によりこれまでのイメージとは違った姿が浮かび上がってきたようです。

今回は天の川銀河の構造がどのようになっているのかご紹介します。

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銀河には4種類の形態がある。

宇宙には大きく分けて4種類の銀河があるとされ、次のように分けられます。

楕円銀河
レンズ状銀河
不規則銀河
渦巻銀河

天の川銀河はこの中で渦巻銀河に該当しますが、中心部が円形ではなく棒状になっているため、棒渦巻銀河と呼ばれています。

天の川銀河を真上から見た姿のイメージ画像がこれです。
      
天の川銀河

中心部の明るく輝いた部分が円形ではなく棒状になっているのがわかりますよね。

この部分を「バルジ」と呼んでいますが、天の川銀河の中心部はバルジが一方に長い棒状になっていることが確認されています。

こうした天の川銀河のイメージは、棒渦巻銀河で代表的な銀河がエリダヌス座のNGC1300に似ています。

その姿がこれ
   
エリダヌス座のNGC1300

天の川銀河やエリダヌス座のNGC1300のような棒渦巻銀河は観測されている銀河の約半数を占めるそうで、銀河の進化過程の姿ではないかと推測されているそうです。

それにしても何故、天の川銀河の姿を推測できたのでしょうか?

そこには星間物質の性質を利用した観測技術があったのです。

天の川銀河に存在している水素ガスから出ている電波を観測

星を観測する場合可視光で見ると存在している塵に遮られ正確な観測はできないとされています。

しかし、塵を通過する性質がある水素ガスに含まれる電波を観測することで正確なデータが得られるといいます。

また星が密集しているところは水素濃度が高いことも分かっているため、発せられる電波も強くなり天の川銀河の全体像も浮かび上がってくるのだそうです

こういった性質を利用して地上にある電波望遠鏡で観測することで天の川銀河のイメージ画像が作られたのでしょうね。

ちなみに天の川銀河と太陽系の位置関係はこれです。
          
天の川銀河と太陽系

これまでの観測で天の川銀河の中心部には超大質量ブラックホールがあると考えられており、その周りを恒星が高速で周回しているとされています。

ちなみに太陽系は天の川銀河の中心から28,000光年離れた位置を2億年かけて1週しているとされています。

人類が誕生したのが600万年前とも言われていますから人類は天の川銀河をまだ1週もしていないことになりますね。

 

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天の川銀河は他の星雲の重力で歪んでいる

天の川銀河の全体像が分かったところで側面から見た天の川銀河はどんな姿をしているのでしょうか。

これまでだと両サイドにまっすぐ延びた腕をイメージしていたのではないでしょうか。

ところが観測データを元にCGを描いてみたところ、イメージとは違った姿が浮かび上がってきたのです。

その断面CGがこちら
天の川銀河の断面
引用:NHK「サイエンスZERO」より

右の先端部分が上がっているのがはっきりとわかりますよね。

これだけで5000光年なんだそうです。

一方、左は一旦3000光年下がってから上昇しています。

何故このような姿になっているのかというと、近くを通過しているマゼラン雲の重力が関係していると考えられています。

20万光年離れた位置を通過しているとのことですが、天の川銀河の10分の一以下の大きさしかないマゼラン雲でも歪めるほどの影響があるんですね。

天の川銀河を包み込むように形成されたリボン

これまで天の川銀河は中心部のバルジから4本の腕が渦巻き状になっていると考えられていましたが、それだけではないことがわかってきたそうです。

天の川銀河はアンドロメダ銀河やさんかく座銀河といった大きな銀河を含めた局部銀河群に所属していますが、そこには質量の小さな矮小銀河が周回しているそうで、私たち太陽系が所属している天の川銀河の周囲にも40個もの矮小銀河が周回していることが知られているとのこと。

天の川銀河のように2000億個以上の恒星を従えているのに対して、矮小銀河は数十億個以下の恒星を従えている小さな銀河のため、重力の大きな天の川銀河に吸収され、残った恒星が天の川銀河をすっぽりと取り囲むような姿が見えてきたとのこと。

その幻想的な天の川銀河のイメージがコレ
天の川銀河のリボン
引用:NHK「サイエンスZERO」より

このように天の川銀河は周りの銀河を吸収しながら成長し、その成長過程でこのような姿になっているものと考えられているようです。

天の川銀河はアンドロメダ銀河と衝突する

そんな天の川銀河もいずれはアンドロメダ銀河と衝突することになっており、アンドロメダ銀河よりも小さな天の川銀河は現在の姿を残すことなくアンドロメダ銀河に吸収されるものと考えられています。

アンドロメダ銀河と天の川銀河が衝突合体

残すは40億年

衝突するころには太陽も寿命を迎えて地球には生命も存在できない灼熱地獄になっています。

いったい人類はどこから銀河の衝突を眺めているのでしょうか・・・

あわせて読みたい:アンドロメダ銀河と天の川銀河が衝突合体すると人類は絶滅する!? 

 

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