ドワーフ銀河：形成、進化、特性、例 - アルテ

ドワーフ銀河は、アンドロメダや私たちの天の川などの大きな渦巻銀河に含まれる星の数の100分の1である星と考えられています。矮小銀河は、銀河のローカルグループで最も一般的なタイプの銀河であり、他の宇宙でも同様であると推定されています。

ドワーフ銀河は定期的にはるかに大きな銀河を周回しています。天の川の周りだけでも、15個以上の軌道を回る矮小銀河が確認されています。

図1.巨大銀河M60を周回する超コンパクトな矮小銀河M60-UCD1。M60は5400万光年離れており、壮大な渦巻銀河NGC 4647はM60の背景から6300万光年離れています。出典：NASAハッブル宇宙望遠鏡。

これまでに天文学者によって特定された最小の銀河は、約1000個の星を含み、回転楕円体であり、星座牡羊座ではセグエ2として知られています。大きな銀河に比例して、それはマウスの大きさの象を発見するようなものです。

形成と進化

矮小銀河と他のより大きな銀河の形成についての最近のそして論争の的になっている理論は、それらが暗黒物質または重い元素によって形成された雲のある領域への星間物質の重力引力の結果であることを示します。

しかし、NASAが運用する紫外域の宇宙望遠鏡で行われた比較的新しい発見は、レオのリングからの軽元素のガスによって形成された矮小銀河を示しています：水素でできた65万光年の巨大な雲ヘリウム。

矮小銀河は宇宙で最も豊富ですが、サイズが小さく光度が低いため、検出が困難です。

矮小銀河については、より大きな銀河で観察されたさまざまなタイプの形状も適用され、「ハッブル音叉」でエドウィンハッブルによって識別されました。たとえば、スパイラル、不規則、回転楕円体、楕円体のタイプが識別されています。

図2.さまざまな種類の銀河を備えたハッブル音叉。

さらに、コンパクトで青い矮小銀河、および超コンパクト銀河も発見されました。

渦巻状の矮小銀河は一般に他の銀河のクラスターから遠く離れています。それ以外の場合、近隣の銀河との重力相互作用により、渦巻状の円盤に変化が生じます。

このタイプの銀河は光度が低く、その直径は16千光年未満です。彼らは通常、大量の暗黒物質を持っています。

一部の専門家は、それらが非常に古いと信じていますが、コンパクトブルーの矮小銀河は、青い光を放ち、銀河自体を青みがかって見えるようにする若い星の巨大な塊から構成されています。

このタイプの銀河の特徴的な代表は、図3に示すPGC-51017です。

図3.コンパクトな青い矮小銀河PGC-51017。出典：ウィキメディア・コモンズ

コンパクトな青い矮小銀河を構成する星は、形成期間が異なり、恒久的に進化しています。

驚くべき発見の1つは、中心に小さなブラックホールがある矮小銀河の発見でした。これは、太陽の質量が10,000の中央の穴があるNGC 4395です。これは、質量が数百万から数十億の太陽質量である大きな銀河の中心にあるブラックホールとは対照的です。

図4.アリゾナ州のシュルマン望遠鏡が捉えた矮小銀河NGC 4395。出典：シュルマン望遠鏡。

しかし、もう1つの極端な例は、中心に数千万の太陽質量を持つ超大質量ブラックホールを持つ超コンパクトな矮小銀河です。このため、図1に示すM60-UCD1銀河のように、小さな銀河であるにもかかわらず、星の密度は非常に高くなっています。

以下では、形状、サイズ、および特性が異なる、よく識別された矮小銀河のさまざまな例を示し、読者にその多様性の概要を説明します。

カリーナの星座にある低輝度の球状矮小銀河PGC 19441は、銀河のローカルグループの一部を形成する天の川の衛星銀河です。直径は2,000光年で、距離は330,000光年です。

別の良い例は、射手座楕円矮星銀河（M 54）です。これは、直径10,000光年で、私たちの銀河の中心から50,000光年あります。似たような名前の別の銀河と混同しないでください。射手座のはるかに近い不規則な銀河です。

約1億年後に再び天の川の核に接近し、ようやくその一部になると推定されています。

図5.射手座にある楕円形の矮小銀河M 54。ソース：ウィキメディアコモンズ

渦巻矮星銀河の例は、おおぐま座のNGC 5474です。それは、大きなPinwheel Galaxy（M101）の多くの衛星銀河の中で最も近いものです。矮小銀河の中で、渦巻状銀河は最も頻度が低いです。

図6.渦巻矮星銀河NGC5474。出典：ウィキメディア・コモンズ

小さなマゼラン星雲（NGC 292）は、不規則な形の矮小銀河であり、約30億の星がいる天の川よりも約100倍小さいです。オオハシの南方の星座で、望遠鏡を必要とせずに見ることができます。

20万光年離れています。もともとは渦巻き状だったと考えられていますが、それ自体が衛星銀河ではなく、天の川の重力によって歪められたと考えられています。

超小型の矮小銀河の例は、中心から22,000光年の巨大銀河M60を周回する小型銀河M60-UCD1です。超小型M60-UCD1ドワーフの中心にあるのは、その周りの星の軌道速度の計算によると、2100万個の太陽質量の超大質量ブラックホールです。

図1は、ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した壮大な写真で、巨大銀河M60を周回する超小型の矮小銀河M60-UCD1を示しています。

その同じ図には、巨大なM60より6300万年も遠い、壮大な渦巻銀河NGC 4647もあります。