銀河の種類|銀河の誕生から終焉までを解説

銀河の種類|銀河の誕生から終焉までを解説 自然科学

「銀河にはどんな種類があるの? バジルとディスクって何? 銀河はどうやって誕生したの? 物理学って何だか難しそうだな…」

こういった疑問に物理学修士の筆者が答えます。

結論

銀河の種類には「1.楕円銀河」、「2.渦巻銀河」、「3.レンズ状銀河」、「4.その他の銀河」があり、私たちの住む天の川銀河は「2.渦巻銀河」に該当します。詳細は本記事にて解説します。

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本記事の内容

銀河の種類

銀河の種類

銀河の種類には「1.楕円銀河」、「2.渦巻銀河」、「3.レンズ状銀河」、「4.その他の銀河」があり、私たちの住む天の川銀河は「2.渦巻銀河」に該当します。それぞれの詳細は以下に解説します。

1.楕円銀河

楕円銀河とは楕円状に見える銀河で、恒星が銀河の中心を回るのではなく、ランダムに動き回っています。楕円銀河はリチウム、ベリリウム、ナトリウムといった金属の割合が高いのですが、星間ガス(宇宙を漂う水素やヘリウム)が希薄なため、新しい星がほとんど誕生しません。新しい星が誕生しないということは、すでに死んだ赤い恒星が多く残っています。

2.渦巻銀河

渦巻銀河は上写真のようにバルジ(赤い星が多く、銀河の中央の膨らんだ部分)を中心に、ディスク(青い星が多く、薄い円盤状の部分)が存在する銀河です。星間ガスが豊富なため、新しい星が次々と誕生します。バジルには丸い形状と棒状のものがあり、棒状のバジルを持つ渦巻銀河は「棒渦巻銀河」と呼ばれ、天の川銀河はこの棒渦巻銀河であることが近年の研究でわかりました。
バジルだけの銀河が楕円銀河で、バシル+ディスクが渦巻銀河というイメージでOKです。
最近の研究では、渦巻銀河のディスクが時間と共に失われ、楕円銀河に変化することがわかっています。

3.レンズ状銀河

レンズ状銀河は一見、楕円銀河に見えますが、わずかにディスクが存在することから、楕円銀河と区別されています。渦巻銀河は楕円銀河と渦巻銀河の境界というイメージでOKです。

4.その他の銀河

その他の銀河には「矮小(わいしょう)銀河」、「相互作用銀河」、「スターバースト銀河」があり、それぞれの特徴は以下の通りです。

  • 矮小銀河…ほどんどディスクの成分で出来ている小さい銀河です。
  • 相互作用銀河…銀河同士が近づきすぎて互いの重力で大きく変形してしまった銀河です。私たちの天の川銀河も「いて座矮小銀河」を吸収しつつあります。コンピュータシュミレーションによると、同じ大きさの渦巻銀河が合体するとディスクが破壊されますが、巨大な渦巻銀河が小さな銀河を窮するする場合は、ディスクが厚くなり、星が次々に誕生することがわかっています。
  • スターバースト銀河…爆発的に星が誕生している銀河です。天の川銀河は将来、アンドロメダ銀河と衝突してスターバースト銀河になると予想されています。
  • セイフォート銀河…アメリカの天文学者カール・セイフォート(1911-1960)が発見した中心核が異常に明るい渦巻銀河、これらの銀河には超巨大ブラックホールが存在している。

銀河の誕生

銀河の誕生を説明するには、まず星の誕生を説明しなければなりません。宇宙にはハローと呼ばれるタークマター(質量はあるが、目に見えない物質)の密度が高い領域があります。ハローの重力に引かれて宇宙空間の物質が引き寄せられると、物質が凝縮して星が誕生するのです。寿命が尽きた星の中には超新星爆発を起こして物質をばら撒き、再度ハローによって引き寄せられ合体を繰り返すうちに銀河のような大きな天体になるのです
ちなみに銀河の「若さ」の指標として星成形率(星がどれくらいの頻度で作られるか)があります。この指標によると私たちの天の川銀河は星成形率3で中年くらいの若さです。遠方の銀河には星成形率10以上の銀河も存在します。

銀河の終焉

銀河の中心にはブラックホールが存在していることがほとんどです。簡単にブラックホールについて説明すると、ブラックホールは光すら出られない強い重力を持っており、その重力によって引き寄せられたガスがブラックホール周辺を回り、円盤を形成します。この円盤を「降着円盤」といい、さらに流入してきたガスと降着円盤がぶつかることで摩擦熱が発生して、「ジェット」という太陽のフレアのような現象が発生します。つまりブラックホールは、物質を飲み込むだけでなく、超高温になり荷電粒子を噴出しているのです。ジェットが頻繁に発生する場合、その銀河は星形成があまり行われず、ジェットがあまり発生しない場合は、星形成が頻繁に行われるのです。つまりブラックホールが銀河環境を作っているのです。銀河の星は最終的に、ブラックホールに全て飲み込まれてしまいます。宇宙が誕生して現在136億年ですが、宇宙が誕生して1垓年に頃には超巨大ブラックホールがぽつりと残っただけの世界になるのです。

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