4月 20, 2024

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シャクティとシヴァを発見する

シャクティとシヴァを発見する

天の川の視覚化。Gaia DR3 データセットの Khyati Malhan と Hans-Walter Rex によってシヴァとシャクティに属すると特定された星も色付きの点で示されています。 シヴァの星は緑色で示され、シャクティの星はピンクで示されています。 この研究で使用されたデータセットは銀河内の特定の領域のみをカバーしているため、一部の領域に緑とピンクの標識が完全に存在しないことは、そこにシヴァ星やシャクティ星が存在しないことを意味するものではありません。 クレジット: S. Payne-Wardenar / K. Malhan / MPIA

天文学者たちは、これらの惑星のうちの 2 つが何であるかを特定しました 天の川シャクティとシヴァの最も古い構成要素は、120億年から130億年前に天の川銀河の初期バージョンと合体した2つの銀河の残骸であると考えられており、私たちの故郷の銀河の初期の成長に貢献しました。 この新たな発見は、今日大都市に成長した初期の居住地の痕跡を考古学者が特定することに天文学的に相当する。 それには、欧州宇宙機関のガイア計画による約 600 万個の星に関するデータと SDSS 調査の測定値を組み合わせる必要がありました。 結果は以下で発表されました。 天体物理ジャーナル

私たちの親銀河である天の川銀河の初期の歴史は、より小さな銀河が結合して、かなり大きな構成要素を形成するというものでした。 今回、マックス・プランク天文学研究所のキャティ・マルハン氏とハンス・ウォルター・レックス氏は、今日でもそのように認識できる最古の構成要素の一部である可能性のあるものを特定することに成功した。銀河。 天の川銀河は 120 ~ 130 億年前、宇宙における銀河形成の初期に発生しました。

天文学者らがシャクティとシヴァと名付けたこれらの成分は、欧州宇宙機関のガイア天文衛星からのデータとSDSS調査のデータを組み合わせることで特定された。 天文学者にとって、この結果は、今日の大都市に発展した初期の居住地の痕跡を発見することに相当します。

他の銀河から来た星の起源をたどる

銀河が衝突して合体するとき、いくつかのプロセスが並行して発生します。 各銀河には独自の水素ガスの貯蔵庫があります。 衝突すると、これらの水素ガスの雲は不安定になり、その中に多くの新しい星が形成されます。 もちろん、これから誕生する銀河にはすでに独自の星があり、合体プロセスでは銀河の星が混ざり合います。 長期的には、そのような「降着星」は、新しく合体した銀河の星団の一部も形成するでしょう。 合体プロセスが完了すると、どの星が前のどの銀河から来たのかを判断するのは無意味に思えるかもしれません。 しかし実際には、あなたの優れた血統を追跡する方法は少なくともいくつかあります。

基礎的な物理学から助けが得られます。 銀河が衝突して星団が混合すると、ほとんどの星は非常に基本的な特性を保持し、それらの星が生まれた銀河の速度と方向に直接関係します。 合体前の同じ銀河に由来する星は、そのエネルギーと、物理学者が角運動量と呼ぶもの、つまり軌道運動または回転に関連する運動量の両方において、同様の値を共有しています。 銀河の重力場内を移動する星の場合、エネルギーと角運動量は両方とも保存され、時間が経っても変化しません。 エネルギーと角運動量の値が似ていて珍しい値を持つ大きな星の集団を探してください。そうすれば、核融合の残骸が見つかる可能性があります。

追加のインジケーターは識別に役立ちます。 最近形成された星には、ずっと前に形成された星よりも重い元素(天文学者が「金属」と呼ぶもの)が含まれています。 金属含有量(「金属性」)が低いほど、星は早く形成されます。 130億年前に実際に存在した星を特定しようとする場合、金属含有量が非常に少ない星(「金属が乏しい」星)を探す必要があります。

大規模なデータセット内の仮想化石

私たちの天の川に加わった星が別の銀河の一部であることを特定できるようになったのは、比較的最近になってからです。 これには大規模で高品質のデータセットが必要であり、分析には、調査対象のオブジェクトのクラスを決定するためにインテリジェントな方法でデータを選別することが含まれます。 このタイプのデータセットが利用可能になってから数年しか経っていません。 ESA のガイア天文衛星は、銀河考古学におけるこの種のビッグデータに理想的なデータセットを提供します。 2013 年に打ち上げられ、過去 10 年間でますます正確なデータセットが生成され、現在では銀河内の約 15 億個の星の位置、位置の変化、距離が含まれています。

ガイア データは銀河系における恒星の力学の研究に革命をもたらし、すでにこれまで知られていなかった下部構造の発見につながりました。 これには、80億年から110億年前に起こった銀河系の最も最近の最大規模の合併の名残である、いわゆるガイア・エンケラドゥス/ソーセージ・ストリームが含まれています。 また、2022 年に特定された 2 つの構造も含まれています。マルハン氏らによって特定されたポンタス川と、レックス氏らによって特定された天の川銀河の「かわいそうな古い核」です。 後者は、原始の天の川銀河を形成した最初の合体中に新たに形成された星のグループであり、私たちの銀河の中心領域に存在し続けています。

シャクティとシヴァの効果

現在の研究では、マルハンとレックスは、スローン デジタル スカイ サーベイ (DR17) からの詳細な星のスペクトルとともにガイア データを使用しました。 後者は、星の化学組成に関する詳細な情報を提供します。 「金属に乏しい星の特定の集団では、エネルギーと角運動量の 2 つの特定の組み合わせの周りに星が密集していることが観察されました」とマルハン氏は言います。

これらの図にも見られた「かわいそうな古い心」とは対照的に、同じ考えを持つ2つの星団は比較的大きな角運動量を持っており、天の川銀河と合体した別個の銀河の一部であった星団と一致していた。 道。 マルハンはこれら 2 つの建造物をシャクティとシヴァと名付けました。後者はヒンドゥー教の主要な神の 1 つであり、前者はシヴァの配偶者としてよく描かれる女性的な宇宙の力です。

シャクティとシヴァは、そのエネルギーと角運動量の値に加えて、一般に「かわいそうな古い核」と同等の低い金属性を備えているため、天の川銀河の初期の祖先のいくつかの有力な候補となっています。 「シャクティとシヴァは、私たちの天の川銀河の『哀れな古い中心部』に最初に追加された存在であり、それが銀河系を大きな銀河へと成長させ始めているのかもしれない」とレックスは言う。

すでに進行中、または今後 2 年間に開始が予定されているいくつかの調査では、スペクトル (SDSS-V、4MOST) と正確な距離 (LSST/ルービン天文台) の両方の追加の関連データが約束されており、これにより天文学者は何について確固たる決定を下すことができます。シャクティとシヴァが実際に私たちの故郷の銀河の最も初期の先史時代を垣間見せているのかどうかは、まだ分からない。

参考文献: カヤティ・マルハンとハンス・ウォルター・レックス著「シヴァとシャクティ: 内部天の川銀河の推定原銀河の断片」、2024 年 3 月 21 日、 天体物理ジャーナル
土井: 10.3847/1538-4357/ad1885

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