銀河はブラックホールのように他の銀河を飲み込むことで大きくなるのでしょうか?

この記事は、ネットユーザーからの同様の質問に答えることに基づいています。実際、宇宙の長期的進化の中で、すべての大きな銀河は小さいものから大きく成長してきましたが、銀河の成長はブラックホールが天体を飲み込むこととは全く異なるというのが私の理解です。これらは銀河の継続的な衝突と融合によって形成されており、飲み込みとは言えません。

まずは天の川銀河の現状についてお話しましょう。

天の川は私たちの太陽系の故郷です。太陽は天の川銀河にある普通の黄色矮星です。天の川銀河にある1000億から4000億の恒星のうち、小型または中型の恒星です。天の川銀河は、風車や円盤に少し似た平らな渦巻き銀河です。中心に巨大な光柱があり、その光柱の両端に2つの巨大な主渦巻き翼があるため、棒渦巻き銀河とも呼ばれています。

過去の観測によれば、天の川銀河の円盤の直径は約 10 万光年であると示唆されています。新たな観測により、天の川銀河の円盤の直径はおそらく20万光年であることが示唆されている。この銀河の円盤は星、塵、ガスで構成されています。中心核の厚さはわずか約 10,000 光年で、端に向かうにつれて薄くなり、平均厚さは約 2,000 光年です。

かつて、天の川銀河の質量は太陽の約2000億倍であると推定されていました。現在、暗黒物質を含めると太陽質量の約3兆倍と推定されており、そのうち暗黒物質が占める割合は約83％～85％、つまり星や星間塵などの目に見える物質は太陽質量の約4500億～5100億倍を占めることになります。

天の川銀河は宇宙の中ではそれほど大きな銀河ではありません。宇宙で発見された最大の銀河はIC1101で、地球から約10億光年離れています。これは直径約600万光年の楕円銀河です。そこには何千もの天の川があり、100兆個以上の星があります。

天の川銀河の直接のリーダーは、さまざまなサイズの約 50 個の銀河で構成される天体上部構造である局部銀河群です。このグループでは、天の川銀河は巨大なアンドロメダ銀河に次いで2番目に大きい銀河です。残りの銀河は天の川銀河よりも小さく、そのほとんどが矮小銀河です。これらの矮小銀河は、大銀河と小銀河の重力によって制約され、それぞれそれらの周りを回転しています。天の川銀河は、大マゼラン雲と小マゼラン雲という 2 つの伴銀河と、12 個の衛星矮小銀河に囲まれています。

私たちの太陽系は、銀河系の中心から約 26,400 光年離れた、オリオン座と呼ばれる天の川銀河の腕に位置しています。太陽は、8つの惑星やその他の小天体とともに、毎秒約217キロメートルの軌道速度で銀河中心の周りを公転しており、約2億2500万年から2億5000万年かけて一周します。

天の川銀河の過去と未来についてお話ししましょう。

天の川銀河の年齢は136億年です。つまり、天の川銀河は宇宙誕生の直後に誕生したことになります。すべての銀河と同様に、天の川銀河も現在よりもずっと小さい状態で誕生しました。研究によれば、過去120億年の歴史の中で、天の川銀河は少なくとも12回の衝突と合体を経験し、現在の姿になったと考えられています。

天文学者たちは、これまでに天の川銀河で何回の大きな衝突が起こったかを理解するために球状星団を研究しています。球状星団は初期宇宙から残された生きた化石であるため、星は同じガスから同時に生まれるという法則に基づいて、その化学組成からその起源を特定することができます。そして、球状星団の軌道運動と現在の形状を再構築することで、これらの星団がどこから来たのか、またその前身の銀河にいくつの星があったのかを判定することができます。

ガイア宇宙望遠鏡とスローン・デジタル・スカイ・サーベイのデータに基づき、科学者たちは、約100億年から80億年前にガイア・ソーセージと呼ばれる矮小銀河が天の川銀河と衝突し、その後天の川銀河に融合し、少なくとも8つの球状星団、太陽、恒星、ガス、塵、暗黒物質の約500億倍の質量を天の川銀河に加えたと結論付けた。

データシミュレーションの結果によると、天の川銀河を本当に変えた最大の衝突は、より遠くにあるクラーケン銀河から起こった。この衝突は110億年前に発生し、当時は天の川銀河の大きさは現在の4分の1ほどだった。クラーケンの編入により、天の川銀河には少なくとも 13 個の球状星団が加わりました。

現在、天の川銀河には少なくとも 150 個の球状星団があり、それらは天の川銀河の歴史の中で起こった多くの衝突と合体の出来事の生き証人です。

銀河の合体はまだ止まっていません。現在、局部銀河群の中で最大の銀河であるアンドロメダ銀河は、秒速約300キロメートルの速度で私たちに向かって急速に近づいています（あるいは、私たちがアンドロメダ銀河に向かって急速に近づいているとも言えます）。科学者たちは、今後30億年から40億年の間に、これら2つの大きな銀河が衝突し、より大きな楕円銀河に融合すると予測している。

もちろん、皮膚がなくなったら、髪の毛はどこに付くのでしょうか?これら 2 つの大きな銀河を取り囲む衛星矮小銀河も融合し、局部銀河群全体が大きな楕円銀河に融合することになります。一般的に言えば、楕円銀河は宇宙の銀河の中でも巨大なものです。

もし人類がその日まで幸運にも生き延びることができれば、自分たちの巨大な故郷の壮大な光景を堪能できるかもしれない。

宇宙では銀河の合体が毎日続いている

人類による宇宙観測は、主にハッブル宇宙望遠鏡やウェッブ宇宙望遠鏡などの最先端の望遠鏡の登場により、過去 30 年間で大きく進歩しました。人々の視野は、太陽系の光年スケールから天の川銀河の20万光年、さらに局部銀河群の1000万光年、局部超銀河団の1億1000万光年へと広がっています。

ラニアケア超銀河団は 5 億 2000 万光年離れており、スローン万里の長城構造は 13 億 7000 万光年離れており、ヘラクレス座コロラド座の壁は 100 億光年以上離れています。

ハッブル望遠鏡はいくつかの素晴らしい写真を撮影しましたが、その中でもハッブル・エクストリーム・ディープ・フィールド（XDF）は最も衝撃的です。この写真は満月の視野の1パーセント未満の空の領域で撮影され、長時間露光によって何千もの銀河が捉えられました。後継のウェッブ望遠鏡は、前身のハッブル望遠鏡より100倍強力です。赤外線視野を使用して、より鮮明で深みのある画像を取得します。ハッブル・エクストリーム・ディープ・フィールドの同じ空の領域では、より多くの、より鮮明な銀河を見ることができます。

このことから、観測可能な宇宙には控えめに見積もっても数兆個の銀河があり、10兆個を超える可能性が非常に高いと結論付けることができます。したがって、広大な宇宙の中では、小さな天の川は実際には小さな砂粒に過ぎず、太陽は地球やそこに住む人間どころか、塵の粒にもならないのです。

これらの望遠鏡の視野には、多種多様な色彩豊かな銀河が観測されていますが、それらは大まかに楕円銀河、渦巻銀河、不規則銀河の3つのカテゴリーに分けられます。さまざまな銀河は、これらの主要な銀河のカテゴリのバリエーションです。

これらの銀河の中には、衝突や合体の過程にあるものが多くあることがわかった。例えば、ハッブル宇宙望遠鏡がかみのけ座で発見したNGC4676銀河は、2匹のネズミが遊んでいるように見えることから、通称「ネズミ銀河」と呼ばれている。また、地球から3億光年離れたアンドロメダ座のバラ銀河や、6000万光年離れた獅子座のNGC3447銀河もあり、いずれも衝突合体段階にある銀河です。

ウェッブ望遠鏡はつい最近運用が開始されましたが、すでに多くの画期的な発見を成し遂げています。これにより、ハッブル望遠鏡が観測できた134億光年離れた銀河がさらに2億光年前進し、136億光年離れた銀河を観測できるようになった。これは、ビッグバンからわずか2億年後に銀河が広く存在していたことを示しており、ビッグバン理論の当初の推定を豊かにし、修正するものである。

さらに、ウェッブ望遠鏡は、アメフラシ座の5億光年離れたZW96銀河など、衝突や合体の過程にある銀河も数多く発見しています。壮大なHCG92ヒクソンコンパクト銀河群（スティーブンの五つ子としても知られる） IC1623銀河など。衝突によって形成されるこれらの大型銀河は、銀河の衝突が宇宙で一般的であり、ほとんどすべての大型銀河が衝突と合体によって誕生していることを示しています。

これらの衝突の状態は、実際に 30 億年後の天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突シーンを予見させてくれます。このことから、銀河の衝突は、ある銀河が別の銀河を飲み込むプロセスではなく、衝突と融合のプロセス、つまり強いものと弱いものが結合する、あるいは強いもの同士が結合するプロセスであり、双方に利益のある状況であることがわかります。

これは私の意見ですので、議論やコメントを歓迎します。 Space-Time Communication のオリジナルの著作権は留保されています。著作権侵害や盗作はしないでください。ご理解とご協力をよろしくお願いいたします。