東大ら,銀河団の奇妙な銀河分布が普遍的と解明

東京大学らの研究グループは,銀河団に属する成長をやめた銀河は,銀河団の中心にある巨大楕円銀河の長軸の向きにより集まって分布しており,しかもこの偏った分布は約70億年前までの宇宙においてみられる普遍的なものであることを明らかにした(ニュースリリース)。

銀河の大規模集団は銀河団と呼ばれる。銀河は新たな星を生み出すことで成長するが,銀河団に属する銀河の多くは成長をやめてしまっていることが知られている。しかし,その原因は未だ完全には理解されていない。

また,成長をやめた銀河の分布が銀河団内の特定の方向に偏っている可能性が指摘されている。この偏りが宇宙の幅広い年代で普遍的なものなのか,またどの銀河団でもみられる一般的な傾向なのかについては不明だった。

そこで研究では,すばる望遠鏡の超広視野主焦点カメラ(HSC)による大規模観測によって撮像された5000個を超える大量の銀河団を対象に,星形成をやめた銀河の割合が中心銀河の向きに対してどのように変化するのかを調べた。その結果,中心銀河の長軸にそった方向では星形成をやめた銀河の割合が高く,それと垂直な方向では低くなっていることが確かめられた。

さらにこの偏りがおよそ70億年前までの銀河団で検出されたことから,時代によらず普遍的なものであることもわかった。今回検出された偏りは数パーセント程度の小さなものであり,すばる望遠鏡による高品質かつ大規模な銀河団サンプルを統計的に分析することで,初めて検出が可能になったという。

今回の結果をうまく説明できる説がシミュレーションを用いた先行研究で提案されている。銀河の中心部には巨大ブラックホールが存在していると考えられており,銀河団の中心銀河が持つ巨大ブラックホールは,銀河団ガスを吹き飛ばすほどのエネルギーを放出する。

この際,中心銀河の長軸に垂直な方向のガスを集中的に吹き飛ばすため,その方向にある銀河団ガスが銀河に及ぼす風圧は相対的に弱くなる。結果として中心銀河の向きに応じて銀河の成長の止まりやすさが変わる,というもの。

この研究により,銀河団の中で銀河の成長を止めるメカニズムの新たな一面とその普遍性が明らかになった。しかしその直接的な証拠となるブラックホールの活動性や,銀河団ガスの偏在を検出したわけではなく,これらは今後X線や電波の観測によって明らかになると期待されるという。

今回検出された,成長をやめた銀河の偏りの原因を追求することで,銀河団における銀河の成長史に迫ることができると研究グループはしている。

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