Research press release

【天文学】近くを通過した矮小銀河によって天の川銀河の星の動きが多様化した

Nature

Astronomy: Milky Way churned up by galactic fender bender

天の川銀河(銀河系)の600万個以上の星の動きについて追跡観測が行われ、銀河系の中心を周回する軌道がそれぞれ異なる星のグループがいくつも存在することを明らかにした論文が、今週掲載される。このように銀河回転が一様でないのは、天の川銀河より小さな伴銀河が数億年前に天の川銀河の近くを通過したことの結果だと考えられている。

天の川銀河の星の大部分は、銀河系の中心バルジを取り巻く平坦な領域である銀河円盤の中にある。この円盤の内部構造は、さまざまな影響を受けて形作られてきた。天の川銀河の中心部の棒状構造と渦状腕は、例えば、動径方向移動を誘発し、伴銀河の影響によって星の動きが変わることもある。しかし、銀河をモデル化する場合、一般的には、円盤内の星の動きはほぼ動的平衡にあり、銀河系面に対して対称であると仮定する。

今回、Teresa Antojaたちの研究グループは、ガイア宇宙望遠鏡からのデータを用いて、天の川銀河の円盤内にある星の動きと位置を分析した。Antojaたちは、星の運動をカテゴリー別に仕分けするための特別な位置-速度図を作成し、データ中にさまざまな渦巻きパターンを見いだした。これは、星が渦巻き運動をしていることを示しているのではなく、天の川銀河全体の回転に寄与しながら天の川銀河をさまざまな経路で移動する複数の星の集団が存在することを意味している。

このような星の動きが生じた原因について、Antojaたちは、3~9億年前に、いて座矮小銀河が天の川銀河の近くを通過したことを挙げている。これまでの研究は、精度が不足していて、対象とする星の数も少なかったため、さまざまな動きをする星の存在は明らかになっていなかった。

The movements of over six million stars in the Milky Way have been tracked, revealing that groups of stars follow different courses as they orbit the Galactic centre, reports a paper published this week in Nature. This non-uniform rotation is believed to be the result of a smaller, satellite galaxy passing close to the Milky Way hundreds of millions of years ago.

The majority of stars in the Milky Way are located in its disk, the flat region surrounding the Galaxy’s central bulge. The internal structure of the disk has been shaped by varied influences. The Milky Way’s central bar and spiral arms induce radial migration, for example, and the influence of satellite galaxies can alter stellar movements. However, when modelling galaxies it is generally assumed that the movement of the disk’s stars is largely in dynamic equilibrium and symmetric about the Galactic plane.

Teresa Antoja and colleagues analysed the movements and positions of stars in the Milky Way’s disk, using data from the Gaia space observatory. Generating a special position–velocity diagram that allows astronomers to sort star motions into categories, the authors find various spiral patterns in the data. This does not mean that the stars move along spirals but rather that there are populations of stars that move on different paths through the Milky Way while still participating in the overall rotation.

The authors suggest that this movement was formed by the nearby passage of the Sagittarius dwarf galaxy between 300 and 900 million years ago. These different motions had not been resolved in previous studies, which had limited precision and included fewer stars.

doi: 10.1038/s41586-018-0510-7

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