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驚き！天の川銀河はアンドロメダとの衝突から「逃れる」かもしれない

天文学者たちは長年、数十億年後には天の川銀河が隣のアンドロメダ銀河に衝突すると信じてきた。この2つの巨大銀河は秒速約110キロメートル、時速約40万キロメートルの速度で接近している。 しかし、ヘルシンキ大学、トゥールーズ大学、ダーラム大学の天体物理学者が最新のデータを使用して行った一連の新しいシミュレーションでは、そのような衝突が最終的に起こらない、または少なくとも今後100億年は起こらない可能性が最大50％あることが示唆されました。主な結論は、 まだ査読されていない研究「2つの銀河が衝突する可能性はまだあるが、お互いに逃げる余地は十分にある」ということです。 巨人と隣人 アンドロメダが私たちに近づいていることは、20世紀初頭から知られていました。天文学者のヴェスト・スリファーが、アンドロメダ銀河の光がドップラー効果によって「青方偏移」していることに気づいたのです。この効果は、近づいてくる救急車の音が高くなるのと同じものです。これは、救急車が近づくにつれて、サイレンから発せられる音波が救急車自体の速度によって圧縮されるため、1つの波と次の波の間の距離が短くなり、音が高くなるためです。逆に、救急車が遠ざかるときには、発せられる音波は引き伸ばされます。1つ1つの音波が私たちの耳に届くまでの距離が長くなるため、音が低くなります。光についてもまったく同じことが起こるため、私たちから遠ざかる発光体はより赤く（波長が長くなる）見え、近づいてくる発光体はより青く（波長が短くなる）見えます。 しかし、スライファー氏も同僚たちも、当時はアンドロメダの本当の大きさや、地球からの距離についてはよくわかっていませんでした。実際、多くの人は、銀河は天の川銀河の周りの「星雲」に過ぎないと考えていました。アンドロメダが地球から約 250 万光年離れており、ほぼ一直線に 110 km/s の速度で地球に向かっていることがわかったのは、現代の軌道望遠鏡が登場してからのことでした。 複雑な銀河の合体 銀河の合体は宇宙全体でよく見られる現象です。実際、これは銀河が巨大化する主なメカニズムであると考えられており、私たちの天の川銀河とその隣のアンドロメダ銀河がその一例です。しかし、銀河の衝突は 2 台の車の正面衝突ではなく、片方の手の指がもう一方の手の指と絡み合うときに起こる現象と考えてください。星と星の間には大きな空間があり、2 つの銀河が出会うと、個々の星が直接衝突することは難しいため、通常は生き残ります。 大きく変わったのは、これらの星の分布だ。2 つの銀河の重力が合わさって、古典的な渦巻きのような、それらの銀河が持っていたかもしれない秩序や構造が破壊されるからだ。その代わりに、何百万もの星の「流れ」が「衝突帯」で渦を巻いたり、宇宙空間に放出されたりして、銀河の濃いガス雲を刺激して加熱し、接触点での新しい星形成率が急上昇する。数十億年の混乱の後、事態は落ち着き、2 つの合体した銀河は、新しい、より大きな銀河に落ち着く。通常は楕円銀河で、際立った特徴のない巨大な星の塊にすぎない。 そして 2008年に発表された研究 アンドロメダ銀河と天の川銀河の衝突は今後50億年以内に避けられず、その過程でアンドロメダ銀河の強力な重力によって太陽や地球、そして銀河系の他の世界が、天文学者が「ミルコメダ」と名付けた新しい楕円銀河の外側の郊外に無力に引き込まれるだろうと示唆した。 不確実性が多い もちろん、銀河の合体の複雑さのため、これらすべての予測は高い不確実性にさらされています。銀河の動きを判定するには、何千もの個々の星の動きと速度を平均化する必要があります。250 万光年離れたアンドロメダでそれを行おうとすることは、月から人間の髪の毛の成長速度を測定しようとすることに少し似ています。 候補の全質量を測定するのも簡単ではありません。実際、その質量のほとんどが暗黒物質の形をしており、私たちの機器では見えないため、さらに困難です。天文学者は通常、衛星銀河の軌道を調べて、銀河の重力中心の周りの恒星の軌道運動から銀河の質量を推定します。しかし、現在の天の川銀河の質量の計算には最大2倍の不確実性があり、天文学者は2つの銀河、つまり私たちの銀河とアンドロメダ銀河のどちらがより質量が大きいのかさえ確信していません。望遠鏡と検出器を備えた私たちは銀河の中にいることを忘れないでください。ここから銀河の一般的な特徴を判断しようとするのは、建物の窓の1つを見て全体の形と重さを判断しようとするようなものです。 さらに事態を複雑にしているのは、私たちの局部銀河群内の多くの小さな銀河が重力相互作用を起こしていることです。アンドロメダ銀河と天の川銀河は間違いなく最大の2つですが、その周辺には既に約100個の小さな銀河が見つかっており、おそらくもっとたくさんあるでしょう。 新しいシミュレーション、新しいデータ そこで、新論文の筆頭著者であるヘルシンキ大学のティル・サワラ氏と彼の同僚は、局部銀河群の4つの最も大きな銀河の運動と質量に関する最新かつ最良の推定値を使用し、それをダラム大学の計算宇宙論研究所が特別に開発したシミュレーションに入力した。最初のシミュレーションには天の川銀河とアンドロメダ銀河のみが含まれており、約半数のケースでそれらが合体することがわかった。つまり、衝突確率は約50％で、最近の他の推定値よりも低い。 局部銀河群で3番目に大きいさんかく座銀河の影響を含めると、合体確率は約3分の2に上昇したが、研究者らがシミュレーションに天の川銀河の衛星銀河で局部銀河群で4番目に大きい大マゼラン雲を含めると、合体確率は50パーセントに低下した。つまり、コインを投げて表か裏が出るのと同じように、衝突する確率と衝突しない確率は同じである。衝突が実際に起こるとすれば、シミュレーションではさらに80億年は起こらないことが示されている。 「現状では、我々の銀河が消滅する運命にあると宣言するのは、かなり誇張されているように思われる」と研究者らは書いている。 たとえ私たちが当面は助かったとしても、それは避けられない事態が起こらないという意味ではありません。実際、最終的に決定権を持つのは重力です。局部銀河群のすべての銀河は重力で結びついているので、将来、どれだけ遠くても、それらは互いに重なり合って、巨大な楕円銀河を形成することになります。そして、それが起こり、宇宙の加速膨張が続く限り、他のすべての銀河は宇宙の事象の地平線の向こうに消え、ミルコメダが目に見える宇宙の唯一の占有者になります。 (注: もし、私と同じように、Milkomeda はひどい名前だと思う人がいたら、ぜひコメントに追加して、もっと魅力的な名前を提案してください。もしかしたら、一緒に変えられるかもしれません...)。 #驚き天の川銀河はアンドロメダとの衝突から逃れるかもしれない