銀河は、星、星団、星間ガスと塵、暗黒物質の巨大な集まりであり、これらはすべて重力によってまとめられています。 「銀河」という言葉は、ギリシャ語で「乳白色」を意味する「galaxias」に由来し、私たち自身の銀河である天の川を指しています。
銀河は、数千光年の巨大な光の雲として空に現れます。観測可能な宇宙には、1,700 億を超える銀河が存在する可能性があります。矮小銀河と呼ばれるものは、約 1,000 万個の星を含む非常に小さいものもあれば、推定 100 兆個の星を含む巨大なものもあります。星同士は重力で結ばれているため、自由に宇宙をさまようことはありません。これらの銀河のそれぞれから私たちが見る光は、その中の星から来ています.
私たちは、太陽系の一部である地球という惑星に住んでいます。私たち自身の太陽系は銀河の中にあります。私たちの太陽は、天の川銀河と呼ばれる銀河にある 1,000 億を超える星の 1 つにすぎません。夜空に見える星はすべて天の川の一部です。私たちの太陽系と同じように、銀河系も動いています。天の川の星々は中心核の周りを回っています。天の川自体も動いています。実際、宇宙のすべての銀河は、ものすごい速度で互いに遠ざかっているように見えます。
銀河は、その形状に応じてラベル付けされています。いくつかの銀河は、空の巨大な風車のように見えるため、「渦巻き」と呼ばれます。私たちの住む銀河、天の川銀河は渦巻銀河です。いくつかの銀河は、平らな球のように見えるため、「楕円形」と呼ばれます。銀河は、実際に形がない場合、「不規則」と呼ばれることがあります。
ハッブルの分類スキーム
各銀河には文字が割り当てられています - E=楕円形、S=渦巻き、Irr=不規則
銀河の 4 つの主なグループの特徴を見てみましょう。
1. 渦巻銀河
渦巻銀河は楕円銀河よりも若いと考えられています。渦巻銀河はガスを燃やし、塵星の形成が遅くなるため、渦巻の形を失い、ゆっくりと楕円銀河に進化します。
S0 銀河は、レンズ銀河としても知られています。
2.棒渦巻銀河
3. 楕円銀河
4. 不規則銀河
5.スターバーストギャラクシー
銀河の形成と進化
最初の銀河がどのように形成されたかを説明するには、2 つの有力な理論があります。
銀河は、巨大なガスと塵の雲が自らの引力によって崩壊し、星が形成されたときに誕生したと言われています。
もう1つは、若い宇宙には多くの小さな「塊」があり、それらが集まって銀河を形成したというものです。ハッブル宇宙望遠鏡は、現在の銀河の前身である可能性がある、そのような塊を数多く撮影しています。この理論によれば、初期の大きな銀河のほとんどは渦巻銀河でした。しかし、時間の経過とともに、多くの渦巻きが融合して楕円形になりました。
銀河形成プロセスは停止していません。私たちの宇宙は進化し続けています。小さな銀河は、大きな銀河に飲み込まれてしまうことがよくあります。天の川銀河には、長い生涯の間に飲み込んだいくつかの小さな銀河の残骸が含まれている可能性があります。天の川銀河は今でも少なくとも 2 つの小さな銀河を消化しており、今後数十億年の間に他の銀河を引き込む可能性があります。
2 つ以上の銀河が互いに十分に接近している場合、重力によって銀河が互いに引き寄せられます。この引力は、銀河が互いに近づくにつれて増加します。銀河同士がすれ違ったり、衝突したりすることがあります。
アンテナ銀河は、衝突の過程にある 2 つの渦巻きの例です。このプロセスには何億年もかかるため、私たちが生きている間に最終結果を見ることはありません。
時々、小さな銀河が大きな銀河に突入することがあります。このタイプの衝突は、池に石が投げ込まれたような波及効果を生み出します。側転銀河は、このタイプの衝突の例です。この銀河の青い星の外輪は、衝突の結果として生じる星形成の波紋を示しています。
天の川銀河とアンドロメダ座は、最終的に衝突する可能性のある 2 つの渦巻銀河の例です (約 50 億年後)。
銀河の合体が完了するまでには、数億年から数十億年かかる可能性があります。それらは、新しい星形成の激しい爆発を引き起こし、巨大なブラック ホールを作り出すことさえあります。
天の川銀河は、宇宙における私たちのホーム銀河です。太陽、地球、その他の 7 つの惑星を含む私たちの太陽系は、天の川銀河と呼ばれるこの銀河の一部です。天の川には、私たちの太陽のような数千億の星が含まれています。あなたが見ることができるすべての星と惑星は天の川銀河の一部です.私たちの最も近い隣人は、プロキシマ・ケンタウリです。地球からの距離は約4.2光年。地球は、天の川銀河の中心と外縁のほぼ中間に位置しています。
天の川の回転中心は銀河中心として知られており、いて座、へびつかい座、さそり座の方向で地球から約 26,000 光年の位置にあります。
天の川銀河は、局部銀河団と呼ばれる約50個の銀河の集まりです。局部銀河群で最大かつ最も質量の大きい銀河は、天の川銀河、アンドロメダ銀河、およびさんかく座銀河です。これらの銀河のそれぞれには、それらを取り囲む衛星銀河のコレクションがあります。
アンドロメダ銀河は、天の川銀河に最も近い銀河で、約 200 万光年離れています。天の川銀河がアンドロメダ銀河に衝突するのは約50億年後。
天の川の一部
1. 銀河円盤 – 天の川にある 2000 億個を超える星のほとんどがここにあります。銀河円盤は次の部分で構成されています。
2. 球状星団 – 数百個が円盤の上下に散らばっています。ここにある星は、銀河円盤の星よりもはるかに古いです。
3. ハロー – 銀河全体を取り囲む大きくて薄暗い領域。それは高温のガスとおそらく暗黒物質でできています。銀河の質量の大部分は、星やガスから放出される光がほとんどない、銀河の外側の部分 (ハローなど) にあります。
大マゼラン雲 (LMC) は、天の川銀河の衛星矮小銀河で、地球に最も近い銀河の 1 つです。地球からの距離は約16万3000光年。その仲間の矮小銀河である小マゼラン雲とともに、LMC は南半球の空にかすかな雲として見えます。ドラド座とメンサ座の境界にあります。天の川はマゼラン雲から流れてくるガスを消費しています。最終的に、これら 2 つの小さな銀河が天の川銀河に衝突する可能性があります。 LMC と SMC の両方に星形成領域があり、LMC は 1987 年の壮観な超新星爆発の場所でした。
アンドロメダ銀河は、天の川銀河に最も近い最大の銀河です。この銀河は、アンドロメダ座にちなんで名付けられました。メシエ31またはM31としても知られています。この渦巻銀河は、私たちの銀河から 250 万光年の距離にあります。ローカル グループまたはローカル クラスター内で最大ですが、銀河全体としては最大ではありません。
この銀河は、50 億年から 90 億年前に 2 つの小さな銀河が衝突して合体したときに形成されたと考えられています。
天文学者は、この銀河を使って他の銀河の起源を理解しています。なぜなら、この銀河は地球に最も近いからです。人間の肉眼で確認できる最も遠い物体です。
アンドロメダ銀河はかつて星雲に分類されていました。 14個の矮小銀河を含むさまざまな衛星銀河があります。この銀河の長さは約26万光年です。
アンドロメダ銀河は秒速100～140kmの速さで接近しています。アンドロメダ銀河と天の川は、時間とともにどんどん近づいています。天文学者は、これら 2 つの銀河が約 50 億年後に合体すると考えています。
ドップラー効果と赤方偏移
ドップラー効果とは、波の発生源に対して移動する観測者が知覚する、波の周波数または波長の明らかな変化です。
光源に近づくと青方偏移を示し、遠ざかる光源は赤方偏移を示します。
星が他の星や天体から加速して遠ざかっているとき、これは赤方偏移です。
星が地球に向かって移動するとき、その光の波長は圧縮されます。これにより、スペクトルの暗い線がスペクトルの青紫側にシフトします。これは、天文学的な光源 (星や銀河) が地球に近づいていることを意味します。
ハッブルは、光のドップラー効果を使用して、星や銀河が私たちに近づいたり遠ざかったりする速度を測定しました。彼は、ローカルグループを超えるすべての銀河がスペクトルに赤方偏移を示していることを発見しました。これは、それらが地球から離れているに違いないことを意味します.局部銀河群以外のすべての銀河が地球から遠ざかっているとすれば、宇宙全体が膨張しているに違いありません。
ハッブルの法則
ハッブルの法則は、銀河は互いに遠ざかり、銀河が後退する速度は距離に比例するという天文学の声明です。それは膨張する宇宙の姿を導き出し、時間をさかのぼって外挿することでビッグバン理論に導きます。
ビッグバン理論
宇宙の形成に関する主要な理論は、ビッグバン理論と呼ばれます。この理論によると、約137億年前、宇宙は大爆発から始まりました。宇宙全体が同時にあらゆる場所で膨張し始めました。
