南半球で見られる明るい星は天の川銀河での古代の衝突を明らかにする

南半球から見えるこの銀河団内の明るい星は、私たちの天の川銀河と、もうひとつのより小さな矮小銀河であるガイア・エンケラドゥスが、その歴史の初期に衝突したという古代の出来事に関する新たな知見を明らかにしている。バーミンガム大学が率いる国際的な科学者チームは、斬新なアプローチを用いて、νインディと呼ばれる古代の明るい星の特徴を天の川銀河の歴史に当てはめました。星にはその歴史、つまり星が形成された環境の「化石記録」が残っています。

研究チームは衛星と地上望遠鏡のデータを活用してνIndiに関するこの情報を解明し、その研究結果はNature Astronomy誌に掲載された。 NASA のトランジット系外惑星探査衛星 (TESS) によって収集されたデータで、この恒星の自然振動 (恒星震学) が検出され、その年齢が特定されました。 2018年に打ち上げられたTESSは、星の周りを回る惑星を探したり、星そのものを研究したりするために、空の広い範囲にわたって星を調査している。欧州宇宙機関（ESA）のガイア計画のデータと組み合わせると、この探偵物語は、天の川銀河の誕生のごく初期にこの古代の星が誕生したことを明らかにします。

しかし、この衝突によって銀河系内でのその動きが変わったと、バーミンガム大学の天体物理学教授でこの研究の主著者であるビル・チャップリン氏は述べた。 νインディの運動はガイアとエンケラドゥスの衝突の影響を受けているため、衝突は星形成後に発生したに違いありません。このため、私たちは恒星震学によって決定された年齢を利用して、ガイア-エンケラドゥス現象の発生時期に新たな制約を課すことができました。研究の共著者で、同じくバーミンガム出身のテッド・マクリース博士は、「ガイア・エンケラドゥスから非常に多くの星が来ているのがわかるので、この銀河の進化に大きな影響を与えたに違いないと思う」と語った。

これを理解することは現在天文学で非常にホットな話題であり、この研究は衝突のタイミングを理解するための重要な一歩となります。この研究は、TESS の星震学における可能性と、明るい星に関する最先端のデータがあれば何が可能になるかを実証しています。この研究は、天の川銀河で最も近い隣人である恒星に関する豊富な新しい知見を集めるTESSミッションの大きな可能性を明確に示しています。この研究は、天文タイミングプログラムを通じて科学技術施設会議と欧州研究会議から資金提供を受けた。

天の川銀河はその歴史を通じて、複数の小さな衛星銀河を飲み込んできました。これらの集積する恒星集団は天の川銀河内で運動学的に異なる構造として識別できますが、一般的に、1 つの合体の年齢を正確に特定することは困難です。最新の研究結果によると、ガイア-エンケラドゥス1矮小銀河の衝突により大量の星が蓄積され、天の川銀河の化学的性質と力学的性質に深刻な汚染を引き起こしたことが明らかになった。この研究では、非常に明るい恒星νインディが天の川銀河の初期の「原位置集団」の年齢の指標であることが判明しました。

この研究では、星震学、分光学、天体測定学、運動学の観測を組み合わせて、この金属に乏しくアルファ元素に富む恒星がハローの局所メンバーであり、その年齢は \(11.0\pm 0.7\)(Stat)\(\pm 0.8\)(Sys) 億年と測定されたことを示しています。この恒星は衝突運動による加熱と一致する特徴を持っており、その年齢から、合体がそれぞれ68%と95%の信頼度で116億年前と132億年前に始まった可能性があることが示唆されている。階層化宇宙モデルに基づく計算では、これらの制限がわずかに緩和されます。

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ボー・ケ・ユアン研究/出典: バーミンガム大学

参考ジャーナル Nature Astronomy

DOI: 10.1038/s41550-019-0975-9

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