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宇宙:銀河形成の主要様式となる初期大質量高温ハロー中の低温ストリーム

Nature 457, 7228 doi: 10.1038/nature07648

若い宇宙における大質量銀河は100億年前、非常に盛んに星を形成した。これは一般に、激しい合体が原因であるとされているが、こうした銀河の多くにみられる特徴は、そのような現象と矛盾しており、ガスに富んだ塊状で、回転楕円体の占める割合が多くない、広がった回転円盤を示している。これらの銀河がガスをどのようにして得たのかを説明するには、宇宙論的シミュレーションとクラスタリング理論が使われている。本論文では、このような銀河は「ストリームによって増大した銀河(stream-fed galaxy)」であり、大質量ダークマターハローの衝撃波で加熱された媒体を突き抜ける、定常的で狭い低温ガスのストリームから形成されたことを報告する。星形成銀河の存在度を観測した結果との比較からは、流入ガスのほとんどが急速に星へと変換されるはずだと考えられる。ストリームの質量の3分の1はガスの塊中に存在し、これらは1:10よりも大きな質量比の合体を引き起こす。残りはさらに滑らかな流れ中に存在する。合体の活動サイクル(duty cycle)が0.1で、所与の星形成率をもつ銀河の4分の3は、滑らかなストリームを供給されている。もっとまれだが、さらに激しく星を形成するサブミリメートル銀河は、主として合体により引き起こされた爆発的星形成銀河である。ストリームは乱流であり、分裂して巨大な塊になって星形成し、中心部の回転楕円体へと合体するものの、破壊的な合体とは異なって回転円盤の構造は損なわないと考えられる。円盤と回転楕円体の形成が流れによって引き起こされるというこのシナリオは、合体による銀河形成という描像に代わるものである。

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