天の川銀河を高速で移動する星 そのメカニズムが明らかに 米大学

2019年3月20日 21:53

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超高速星「LAMOST-HVS」が発生したとされるじょうぎ腕。(c) NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, Tobias Frei

超高速星「LAMOST-HVS」が発生したとされるじょうぎ腕。(c) NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, Tobias Frei[写真拡大]

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 天の川銀河には「超高速星」と呼ばれる銀河の重力に縛られない星が存在する。超高速星は銀河中心に位置する超大質量によって発生したと従来考えられてきたが、その説を覆す発表が米ミシガン大学によって行われた。

【こちらも】銀河から銀河へ移動か 超高速で飛び回る星を発見 オランダの研究チーム

 天の川銀河の銀河円盤から若い星団によって放逐された高速で移動する星は、銀河中心に起源をもたないことが判明した。これは、従来天文学者によって信じられてきたのと異なる。

■通常の星より約2倍の速度で移動する超高速星

 天の川銀河に含まれる数百億もの星のほとんどは、ピザ状の銀河円盤に分布する。ところが秒速500キロメートルという高速で移動する星が2005年に発見された。こうした超高速星は、大半の星と比べ約2倍の速度で移動する。

 これまで30弱発見された超高速星は、「連星」と呼ばれる恒星のペアから発生したというのが、従来の見解だった。通常重力により物体は引きあっているが、ある状況下では、重力が物体を高速化できるという。その原因が、「スイングバイ」と呼ばれる運動の大きさや向きを変化させる効果だ。

 太陽の約400万倍もの質量をもつ天の川銀河の中心に位置する大質量ブラックホールに非常に近い場所を連星が通過すると、巨大な重力が連星を引き離す。一方はブラックホールに拘束され、他方は高速で駆逐されるという。

■超高速星「LAMOST-HVS」の起源は中規模のブラックホール

 超高速星の存在は長年、研究者を悩ませていた。今回「LAMOST-HVS」と呼ばれる太陽に向かう超高速星のなかでもっとも近い星を研究することで、従来の説が覆された。

 ミシガン大学などから構成される研究グループは、南米チリの巨大マゼラン望遠鏡と、欧州宇宙機関(ESA)の運営する位置天文衛星「ガイア」からのデータを使用し、LAMOST-HVSの軌道を反転させた。その結果LAMOST-HVSは、3,300万年前に発生した出来事により、軌道が決定されたことが判明した。その出来事は、従来考えられてきた銀河中心に位置する大質量ブラックホール付近ではなく、天の川銀河の銀河円盤内で発生したことも分かった。

 研究グループによると、太陽の約100倍もの質量をもつ中規模のブラックホールへの遭遇が、超高速星を引き起こした原因だとみる。長年理論化され、いくつかの観測的な証拠も存在する中規模のブラックホールだが、まだ明確な確証には至っていない。

 研究グループによると、銀河核から放射状に伸びる「じょうぎ腕」の内部にLAMOST-HVSの起源を見出したものの、その場所には超高速星を発生させる大質量の星団は存在しない。だが星団が地球とじょうぎ腕のあいだに存在する塵によって隠されている可能性があるという。もし大質量の星団が発見されるならば、中規模のブラックホールの存在が証明されるだけでなく、星団が銀河の環境に与える影響が判明することが期待される。

 研究の詳細は、米天文物理学誌Astrophysical Journalにて12日に掲載されている。(記事:角野未智・記事一覧を見る

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