天の川銀河
MILKY WAY GALAXY
- 距離
- 0(故郷)
- 直径
- 約10〜18万光年
- 恒星数
- 2,000〜4,000億個
私たちのホーム銀河。中心には質量430万太陽の超大質量ブラックホール「いて座A*」が鎮座する。太陽は銀河中心から約2万6,000光年、オリオン腕に位置する。
LOCAL GROUP OBSERVATORY · 局部銀河群観測所
THE LOCAL GROUP — OUR GALAXY CLUSTER
直径およそ1,000万光年。天の川銀河、アンドロメダ銀河、さんかく座銀河、そして多くの矮小銀河が、重力で結びついた「宇宙の故郷」。私たちの銀河群を、分かっていることとまだ分からないことの両方から読む展示である。
局部銀河群(The Local Group)は、天の川銀河が属する銀河群である。直径およそ1,000万光年規模の近傍に、天の川・アンドロメダ・M33と多くの小銀河が集まっている。既知の銀河数は、どこまでを成員と数えるか、また暗い銀河を見つけられるかで変わる。
総質量は、二大銀河の運動を使うタイミング論法や、周囲の銀河の流れを使う方法などで推定される。測る半径とモデルによって値は変わるため、単一の確定値ではなく数兆太陽質量規模として扱うのが安全だ。見える星やガスだけでは運動を説明しにくく、暗黒物質の重力が大きな役割を担う。
群の重力は、二つの大きな渦巻銀河——天の川銀河とアンドロメダ銀河(M31)——が支配し、第三の渦巻銀河としてさんかく座銀河(M33)が続く。暗い矮小銀河の名簿は、Gaiaや広視野探査によって更新され続けているが、「毎年必ず増える」と単純化はできない。
80余の成員から、特徴的な12銀河を厳選。タイプで絞り込めるほか、「3Dフォーカス」を押すと背景の星図上でその銀河の位置へカメラが飛行する。
MILKY WAY GALAXY
私たちのホーム銀河。中心には質量430万太陽の超大質量ブラックホール「いて座A*」が鎮座する。太陽は銀河中心から約2万6,000光年、オリオン腕に位置する。
M31 / ANDROMEDA
群最大級の渦巻銀河。視線方向には接近しているが、将来の衝突・合体はM33や大マゼラン雲、固有運動の測定値を含めると確定ではない。
M33 / TRIANGULUM
群第三位の渦巻銀河。アンドロメダの衛星である可能性が指摘されている。暗い夜空では肉眼でもかすかに見え、肉眼で見える最遠天体の候補の一つ。
LMC / LARGE MAGELLANIC CLOUD
天の川最大の伴銀河。内部の「タランチュラ星雲」は局部銀河群で最も活発な星形成領域であり、1987年には超新星SN 1987Aが出現した。
SMC / SMALL MAGELLANIC CLOUD
大マゼラン雲と対をなす伴銀河。二つの雲の間、そして天の川へ向かって「マゼラニック・ストリーム」と呼ばれる巨大なガスの尾が伸びている。
SAGITTARIUS dSph
1994年、銀河面の背後に隠れていたところを発見された「最寄りの隣人」。今まさに天の川の潮汐力で引き裂かれ、星のストリームとして吸収されつつある。
COMPACT ELLIPTICAL
アンドロメダ銀河のコンパクトな伴銀河。中心核が異常に高密度で、かつてM31に食い破られた銀河の「生き残った芯」ではないかと考えられている。
NGC 205
アンドロメダ銀河最大の伴銀河。メシエがカタログに追加したのは1967年と異例に遅く、M31の隣に写る小楕円として古くから知られていた。
STARBURST DWARF
局部銀河群で唯一確認されている「スターバースト銀河」。体当たり的な勢いで星を生み続けており、X線で輝くブラックホール連星も多数発見されている。
WOLF–LUNDMARK–MELOTTE
群の辺境に孤立する不規則銀河。金属量が極めて低く、初期宇宙の銀河を思わせる「生きた化石」。どの大銀河の重力にも強く縛られていない可能性がある。
BARNARD'S GALAXY
1884年にバーナードが発見した不規則銀河。ハッブルがセファイド変光星を探し「島宇宙論争」に決着をつけた舞台の一つ。HII領域が豊富に散らばる。
LEO I
天の川から最も遠い衛星銀河の一つ。比較的高速で接近しており、つい最近(宇宙スケールで)天の川の重力圏へ落ちてきた「新参者」の可能性が高い。
局部銀河群は、天の川サブグループ(天の川・大/小マゼラン雲・いて座矮小・NGC 6822など)と、アンドロメダサブグループ(M31・M32・M110・NGC 147・NGC 185、そして数十の暗い矮小銀河)という二つの「勢力圏」に分かれる。第三位のM33がどちらに属するかは、今も議論の的だ。
二大銀河は、その間にある共通重心(バリセンター)を含む系として運動している。アンドロメダの視線方向の速度は接近を示すが、将来の軌道は横方向の速度、質量、M33や大マゼラン雲の重力をどう置くかで変わる。
各大銀河は、可視部分より広い暗黒物質ハローに包まれると考えられている。ただしハローの「境界」は硬い面ではなく、天の川とアンドロメダがすでに接触したと断定できる観測事実ではない。衛星銀河の運動や潮汐ストリームは、ハローの質量分布を探る手がかりである。
群の重力が宇宙膨張に打ち勝つ限界半径(約100万パーセク)を「ゼロ速度面」と呼ぶ。内側の銀河は群に縛られ、外側の銀河はハッブルの流れに乗って遠ざかる。局部銀河群とは、膨張する宇宙の中に開いた重力の静謐な泡なのである。
局部銀河群の成員は、空のある決まった方向——つまり星座——に集まって見える。星座は天球上の「住所」であり、1,000年前の観測者から現代の天文台まで、誰もが同じ道しるべをたどってきた。左のリストから星座を選ぶと、背後の全天図がその星座へカメラを向け、星の並びをなぞって見せる。
街明かりのある空でも、双眼鏡(7×35〜10×50程度)ならアンドロメダ銀河の中心部を淡い光斑として捉えやすい。秋の大四辺形やカシオペヤ座を目印にし、月明かりの少ない夜と、対象が高く昇る時間を選ぶ。
さんかく座銀河M33は、暗く透明な空で視野の脇を使う「そらし目」によって見える可能性がある。明るさ・視力・空の状態で結果が変わるため、「肉眼で見える最遠天体」と断定せず、最遠クラスの候補として記録する。
大・小マゼラン雲は南天の低緯度にあり、南半球では肉眼でも雲のように見える。日本の大部分を含む北半球の中緯度からは、地平線より北へ昇らないか、観測に適した高度を確保しにくい。
スマートフォンやカメラは三脚で固定し、夜景モードや短い露出から試す。画面に写る範囲は機種と空の明るさで変わるため、撮影条件(時刻・場所・月・露出)も一緒に記録すると観測結果を比較しやすい。
宇宙が誕生。インフレーションが刻んだ微小な密度ゆらぎが、やがて銀河群へと成長する「種」となる。
暗黒物質の塊がガスを引き寄せ、最初の星々と原始銀河が灯る。天の川ハローの最古の星々はこの時代の生き証人。
繰り返す併合で銀河が成長。天の川は約100億年前、ガイア・エンケラドゥスという中規模銀河を飲み込んだ(ガイア衛星が明らかにした)。
天の川の薄い円盤が着実に星を形成。アンドロメダも度重なる合体を経て、現在の壮大な渦巻構造へと育っていく。
大・小マゼラン雲が天の川の重力圏へ落下。ガスの尾(マゼラニック・ストリーム)を天の川へ向かって引きずり始める。
ハッブル宇宙望遠鏡、ガイア、すばるが群の詳細を測定。254万光年ほど彼方のアンドロメダが接近する視線速度は確立しているが、未来の軌道は再計算が続く。
合体するモデルでは、二つの円盤が接近し、ガスの圧縮や潮汐構造が現れる。衝突の有無と時期は研究条件で変わる。
古典的なモデルでは一つの大きな銀河へ移行するが、2025年以降の研究は合体確率に幅を残している。未来は観測値とモデルの更新で変わり得る。
アンドロメダ銀河の視線方向の速度は接近を示し、2012年のハッブル観測は横方向の速度が小さい軌道を支持した。ただし、最新の研究ではM33・大マゼラン雲・固有運動の測定値を含めると、衝突は確定ではない。
銀河の「衝突」は、恒星が一斉にぶつかる出来事ではない。重力が軌道を変え、ガスを圧縮し、長い時間をかけて構造を組み替える現象である。
もし合体が起きるモデルでは、数十億年後に二つの円盤が接近し、ガスが圧縮されて星形成が強まる可能性がある。恒星間の距離は非常に大きいため、恒星どうしが直接ぶつかる確率は極めて低い。ただし、初回接近の時期や最終的な形は、入力する質量と速度で変わる。
古い代表的なシミュレーションでは約60億年後の合体が描かれた。一方、2025年の査読論文は今後100億年以内のMW–M31合体が起こらない確率を約50%とし、2026年のApJL論文は、別のGaia固有運動を採用した代表モデルで合体確率90%という結果を示す。現在の安全な結論は「予測はモデル依存で、観測の改善が必要」である。
「シミュレーション開始」を押すと、標準的な一つのシナリオを背景の3D星図上で圧縮再現します。予測の確定版ではありません。
※ 時間は圧縮されています。シミュレーション中はカメラが自動追尾します。
局部銀河群の質量収支では、星やガスとして見える成分だけでは運動を説明できない。暗黒物質は光を出さないため直接数えられないが、重力の影響から存在量を推定できる。
渦巻銀河の回転、衛星銀河の速度、潮汐ストリーム、周囲の銀河の流れは、見える物質だけでは足りない質量の手がかりになる。図の比率は特定の測定値を表す円グラフではなく、局部銀河群を「光る成分だけの集まり」と見なさないための概念図である。
カーンとウォルティエは、天の川とアンドロメダの「距離」と「接近速度」だけから群の総質量を見積もった。見えない質量を天秤にかけた、最初の本格的な試み。その推定値は半世紀後の精密測定と驚くほど近い。
恒星わずか数千個の「超淡矮小銀河(UFD)」は、質量光度比が1000を超えることもあり、既知で最も暗黒物質に支配された天体だ。暗黒物質粒子の対消滅ガンマ線を探す間接探査の最前線となっている。
いて座矮小銀河が引き裂かれてできた星の川は、天の川ハローの重力ポテンシャルをなぞる「糸」として機能する。ガイア衛星のデータは、ハローが完全な球ではなくわずかに歪んでいることを示唆している。
ペルシャの天文学者が「小さな雲」として記録。銀河系外天体の人類最古の観測記録とされる。肉眼で見える最も遠い天体は、千年前からそこにあった。
シャルル・メシエが星雲・星団のカタログを刊行。M31・M32・M33・M110など、局部銀河群の主要成員に今日まで使われる番号が与えられる。
M31の中に突如現れた「新星」(実は超新星 S Andromedae)。もし銀河内ならありえない明るさであり、「アンドロメダは銀河なのか星雲なのか」論争が熱を帯びる。
ローウェル天文台のスライファーがM31のスペクトルを測定。毎秒約300kmという異常な速度で「接近」していることを発見。宇宙膨張の発見より17年も前のことだった。
ウィルソン山天文台の100インチ望遠鏡で、ハッブルがM31内のセファイド変光星を発見。距離を測定し、アンドロメダが天の川の「外」にあることを証明。「島宇宙」は実在した。
カーンとウォルティエが、二大銀河の相対運動から局部銀河群の総質量を推定。ダークマターという語が一般化する前に、見えない質量を量っていた。
銀河面の星の密集に隠れていた「最寄りの隣人」を発見。天の川が今まさに隣人を食事中であることが明らかになる。
ファン・デル・マレルらがハッブル宇宙望遠鏡の長期データからM31の横向き運動を推定。二体問題に近いモデルでは将来の接近・合体が強く示されたが、現在はM33・大マゼラン雲や測定誤差を含めて再評価されている。
天の川の星の位置・距離・運動を高精度で測るミッションが始動。衛星銀河の軌道や、M31・M33の将来予測に使われる固有運動の改善にもつながった。
LSSTカメラが最初の画像を取得。10年間にわたる全天探査の幕開け。超淡矮小銀河の大量発見が期待される。
Rubin Observatoryなどの広視野探査は、暗い矮小銀河や候補天体を見つける新しい窓を開く。検出された天体が本当に局部銀河群の成員かは距離と運動の確認が必要で、名簿の数は観測と定義に応じて更新される。
ほぼ確実に「いいえ」です。恒星どうしの平均距離は数光年もあり、星の直径に対して途方もなく広い。二つの銀河が重なっても、星々は互いにすり抜けます。衝突するのは主に星間ガスで、それが圧縮されて爆発的な星形成が起きます。
合体が起きるモデルでは、接近に伴ってM31の見かけの広がりや潮汐構造が変化し、ガスの圧縮で星形成が強まる可能性があります。ただし、その時期と見え方は軌道モデルに依存します。「必ず満月の何十倍」といった一つの絵を確定的な未来として扱うことはできません。
銀河合体のシミュレーションでは、太陽系が新しい銀河の別の軌道へ移る可能性は調べられますが、個々の太陽系の運命を断定はできません。さらに太陽の進化は数十億年スケールの別問題です。地球環境について、銀河衝突だけから確定的な結論を出すことは避けます。
一つの数字に固定するのは適切ではありません。2025年の査読論文は「既知の小銀河がおよそ100」と記述していますが、成員の定義、暗い天体の発見、距離・運動の確認で変わります。新しい候補が見つかっても、すぐに確定成員になるとは限りません。
局部銀河群は「ローカル・シート」という銀河の薄い層の一部であり、それはおとめ座超銀河団、さらに巨大なラニアケア超銀河団へと連なります。その先では宇宙膨張(ハッブル流)が支配的になり、銀河団どうしは互いに遠ざかっています。
膨張は「空間全体の性質」ですが、局所的には重力がそれを上回れば構造は保たれます。局部銀河群の内部では重力が勝利しており、膨張の影響が現れ始めるのはゼロ速度面(約100万パーセク)の外側からです。私たちは、膨張する宇宙の中の「重力の島」に住んでいます。
大・小マゼラン雲は南天の低緯度にあるため、日本の大部分を含む北半球の中緯度では、地平線より北へ十分に昇らず、観測条件を作りにくい天体です。南半球では肉眼で見える代表的な局部銀河群の成員です。場所の緯度と地平線の状態で可視性は変わります。
現在の銀河形成モデルでは、小さな暗黒物質ハローが階層的に集まり、星やガスを取り込んで大きな銀河を形づくると考えます。矮小銀河はその形成史を読む手がかりですが、予測される暗いハローの数と、実際に見つかる銀河の数は同じではありません。観測限界・星形成・潮汐破壊が差をつくります。
主要30成員のデータ。列見出しをクリックすると並び替わります。◆ 天の川側 / ◆ アンドロメダ側 / ◆ 独立・未確定
| 名称 | タイプ | 距離(万光年) | 直径(光年) | サブグループ |
|---|
※ 距離・直径は近年の測定に基づく概数。dSph=矮小球状銀河、dE=矮小楕円銀河。天の川の距離は太陽系基準(0=所属)。