隣接する巨大な銀河の重力が小さな銀河を引き裂く

重力が空間を引き裂く、という事が宇宙では行われているようです。地球上では重力が均衡しているため、そのような現象には出会えるのは稀のようです。が、NASAの研究発表によると宇宙においては違うようです。

In 2018 an international team of researchers using the NASA/ESA Hubble Space Telescope and several other observatories uncovered, for the first time, a galaxy in our cosmic neighborhood that is missing most of its dark matter. This discovery of the galaxy NGC 1052-DF2 was a surprise to astronomers, as it was understood that dark matter is a key constituent in current models of galaxy formation and evolution. In fact, without the presence of dark matter, the primordial gas would lack enough gravitational pull to start collapsing and forming new galaxies. A year later, another galaxy that misses dark matter was discovered, NGC 1052-DF4, which further triggered intense debates among astronomers about the nature of these objects.

参照元：https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/new-hubble-data-explains-missing-dark-matter
– NASA /ゴダードスペースフライトセンター NASA. November 30, 2020 –

特定の銀河で失われている暗黒物質は、潮汐破壊の影響によって説明できます。

隣接する巨大な銀河の重力が、文字通り小さな銀河を引き裂きます。

2018年に、NASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡と他のいくつかの天文台を使用している研究者の国際チームが、暗黒物質のほとんどを失っている私たちの宇宙地区の銀河を初めて発見しました。

暗黒物質が銀河の形成と進化の現在のモデルの重要な構成要素であることが理解されていたので、この銀河NGC1052-DF2の発見は天文学者にとって驚きでした。

実際、暗黒物質が存在しなければ、原始ガスは崩壊して新しい銀河を形成し始めるのに十分な引力を欠くでしょう。

1年後、暗黒物質を見逃す別の銀河、NGC 1052-DF4が発見されました。

これは、これらの天体の性質について天文学者の間でさらに激しい議論を引き起こしました。

現在、新しいハッブルデータを使用して、4500万光年離れたNGC1052-DF4で暗黒物質が欠落している理由を説明しています。

オーストラリアのニューサウスウェールズ大学のミレイアモンテスは、天文学者の国際チームを率いて、深部光学イメージングを使用して銀河を研究しました。

彼らは、失われた暗黒物質が潮汐破壊の影響によって説明できることを発見しました。

隣接する巨大な銀河NGC1035の重力は、NGC1052-DF4を引き裂いています。

この過程で暗黒物質は取り除かれ、星は後の段階で別の銀河との相互作用の影響を感じます。

これまで、この方法での暗黒物質の除去は、非常にかすかな特徴を明らかにすることができる非常に深い画像を使用してのみ観察できるため、天文学者から隠されたままでした。

モンテス氏は説明します。

「ハッブルを2つの方法で使用して、NGC1052-DF4が相互作用を経験していることを発見しました。これには、銀河の光と球状星団の銀河の分布の研究が含まれます。」

ハッブルの高解像度のおかげで、天文学者は銀河の球状星団の母集団を特定することができました。

スペインのカナリア諸島にある10.4メートルのGranTelescopio Canarias（GTC）望遠鏡とIAC80望遠鏡も、データをさらに調査することでハッブルの観測を補完するために使用されました。

スペインのカナリア天体物理研究所のチームメンバーであるRaúlInfante-Sainz氏は説明します。

「オブジェクトの観察に多くの時間を費やすだけでは不十分ですが、データを注意深く処理することが重要です。したがって、この研究を行うには、1つの望遠鏡/機器だけでなく、複数（地上と宇宙の両方）を使用することが重要でした。ハッブルの高解像度で、球状星団を識別し、次にGTC測光を使用できます。物性を取得します。」

球状星団は、銀河を形作った激しい星形成のエピソードで形成されると考えられています。

それらのコンパクトなサイズと光度はそれらを容易に観察できるようにし、したがってそれらはそれらのホスト銀河の特性の良いトレーサーです。

このように、NGC 1052-DF4のクラスターの空間分布を研究して特徴づけることにより、天文学者は銀河自体の現在の状態への洞察を深めることができます。

これらのクラスターの整列は、それらがそれらのホスト銀河から「剥ぎ取られている」ことを示唆しており、これは潮汐破壊が起こっているという結論を支持しています。

銀河の光を研究することによって、天文学者はまた、NGC1052-DF4から遠ざかる物質で形成されている潮汐尾の証拠を発見しました。

これは、これが混乱イベントであるという結論をさらに支持します。

追加の分析は、銀河の中央部分は手つかずのままであり、銀河の恒星の質量の約7％だけがこれらの潮汐尾でホストされていると結論付けました。

これは、星よりも濃度が低い暗黒物質が以前は優先的に銀河から剥ぎ取られていたことを意味し、現在、外側の恒星成分も剥ぎ取られ始めています。

スペインのカナリア天体物理研究所のチームメンバーであるイグナシオトゥルヒーリョ氏は説明します。

「この結果は、銀河の暗黒物質がシステムから蒸発した一方で、星が破壊メカニズムに苦しみ始めたばかりであることを示す良い指標です。やがて、NGC 1052-DF4は、NGC 1035の周りの大規模なシステムによって共食いされ、それらの星の少なくともいくつかは深宇宙に自由に浮かんでいます。」

銀河の暗黒物質の欠落の説明としての潮汐破壊のメカニズムを支持する証拠の発見は、天文学的な難問を解決しただけでなく、天文学者に安堵のため息をもたらしました。

それがなければ、科学者は重力の法則の理解を修正しなければならないことに直面するでしょう。

モンテス氏は付け加えます。

「この発見は、銀河がどのように形成され進化するかについての既存の知識を、最も好ましい宇宙論モデルと調和させます。」