ハーバード天文学者は天の川の神秘的な反りを説明します

ハーバード天文学者たちは、天の川のねじれた形が不規則な暗黒物質ハローのためだと提案しています。 これは、過去の銀河衝突の理論を裏付け、暗黒物質の性質に関する洞察を提供します。 クレジット：Stefan Payne-Wardenaar; マゼランの雲: Robert Gendler/ESO

天文学者の結果は、私たちの銀河がどのように進化したかについての仮説を裏付けています。

それだけ 天の川 多くの場合、ほこり、ガス、星からなる平らで回転する円盤として描かれています。 しかし、縮小してエッジのある写真を撮ることができる場合は、実際にビニールLPをねじって曲げようとする独特のねじれがあります。

科学者たちは、長い間観測データを通して天の川が曲がっていて、その端がスカートのように広がっていることを知っていましたが、その理由を説明する人は誰もいません。

ハーバード天文学者の発見

今ハーバード天体物理学センターの天文学者ハーバードとスミソニアン（CFA）は、銀河系が気まぐれな暗黒物質ハローに囲まれていることを示す説得力のある証拠と共に、この現象を完全に説明する最初の計算を実行しました。 この仕事はまた、銀河がどのように進化したかについての現在の考えを支持し、暗黒物質の謎の手がかりを提供することができます。

天の川の銀河の円盤はここの写真のGalaxy ESOと同様に曲がって広がっています。 NASAのハッブル宇宙望遠鏡は、この珍しいエッジ銀河を撮影し、歪んだダストディスクの驚くべき詳細を示し、衝突する銀河が新しい星の誕生をどのように引き起こすかを示しています。 私たちの銀河のような一般的なスパイラル銀河のほこりやスパイラルアームは、横から見ると平らに見えます。 出典：NASA/宇宙望遠鏡科学研究所

新しい計算は、CfA所属グリフィン芸術大学院の学生であるJesse Han支援が主導した。 ジャーナルに掲載 自然天文学この研究には、CfAと天文学部の教員であるCharlie ConroyとLars Hernquistが共同著者として含まれています。

ステラ・ヘイローとダークマテリアル

私たちの銀河は星のハローと呼ばれる拡散雲の中にあり、それは宇宙にはるかに広がっています。 昨年発表された画期的な研究では、ハーバードチームは星のハローが飛行船やサッカーボールのように傾いていて、形が楕円形であると推論しました。

これに基づいて、チームは天の川の内外のすべてを網羅するより大きな実体である暗黒物質ハローに対して同じ形を想定しました。 暗黒物質は銀河の質量の80％を占めていますが、光と相互作用しないので目に見えないので、ハローの形を推測する必要があります。 傾斜した長方形の暗黒物質ハロー内の星の軌道を計算するために、モデルを使用して、チームは反り、フレア銀河の既存の観測とほぼ完全に一致することを発見しました。

示唆と洞察力

Conroyは、「傾斜した暗いハローは実際にシミュレーションでかなり一般的ですが、それが天の川に与える影響を調べた人は誰もいません」と述べました。 「この傾きは、私たちの銀河の揺れる円盤の大きさと方向の両方を説明する優雅な方法であることがわかりました」

科学者たちは、銀河の衝突によって天の川が形成されたと長い間推測してきました。 天文学者の研究はその仮説をさらに強調します。

「銀河系が自ら進化していたら、この素晴らしい球状ハローと素敵で平らな円盤を持っていたでしょう」とハンは言いました。 「それでハローが傾いていてサッカーボールのような形をしているという事実は、私たちの銀河が両方の銀河が衝突する合併事件を経験したことを示唆しています。」

「この傾きは、私たちの銀河の揺れる円盤の大きさと方向の両方を説明する優雅な方法であることがわかりました」
— Charlie Conroy, 天文学部

暗黒物質ハローの予想される形状の計算は、物理学から解放されていない謎のままである暗黒物質自体の特性と粒子特性の手がかりを提供することもできます。 ある教授は「私たちのデータで、銀河が球形ではないという事実は、暗黒物質が自ら相互作用できることにある程度限界があることを意味する」と説明した。

これらの発見の確信は、宇宙の大部分を構成する観察できない暗黒物質を賢く研究するより良い方法につながる可能性があります。 これには、銀河の周りを囲む小型暗黒物質ハローであるダークハローの運動学的特徴を捉える新しい方法が含まれます。

参照：「銀河の円盤の歪みとフレアの傾斜した暗いハローの起源」Jesse Hanサポート、Charlie ConroyおよびLars Hernquistの作成、2023年9月14日、 自然天文学。
DOI: 10.1038/s41550-023-02076-9