ガイアは、天の川によって解体されている巨大な幽霊銀河をすぐ隣に発見

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ESAのガイア宇宙船からのデータをくまなく調べる天文学者は、彼らがゴースト銀河と呼んでいるものを発見しました。 Antlia 2（Ant 2）と名付けられたこの銀河は、宇宙の初期に形成された非常に低密度の矮小銀河です。そして、天の川の潮汐力によって質量が取り除かれています。

この幽霊銀河はずっと見渡せる場所に隠れていました。密度が低いため、検出が難しくなり、場所も検出されなくなりました。天文学者に「回避のゾーン」（ZOA）として知られているエリアで、天の川の円盤のシュラウドの後ろに隠れていますが、巨大です。大マゼラン雲と同じサイズで、天の川の3分の1のサイズです。。

天文学者の国際チームが、ガイア宇宙船からの2回目のデータリリースを行っている間にAnt 2を見つけました。彼らは、RR Lyraeの星を探して、天の川の近くにある矮小銀河を探していました。 RR Lyraeは、標準的なキャンドルとして使用される変光星です。彼らは通常、矮小銀河で発見された金属に乏しい古い星なので、RR Lyrae星を見つけたら、おそらく小惑星銀河を見つけたことでしょう。

いくつかの点で、Ant 2は他の矮小銀河と似ています。このような矮小銀河を含むすべての銀河は、暗黒物質と関連して形成されています。その名前が明らかにするように、小人は他の銀河よりも小さく、星が少ない。矮小銀河には1億個の星しかなく、おそらく数十億個もあるかもしれません。星は2千億から4千億個の星を持っている私たちの天の川銀河によって小さくなっています。

「これは銀河の幽霊です。 Ant 2と同じくらい拡散したオブジェクトは、これまでに見たことがないだけです。」 – Gabriel Torrealba、主執筆者。

矮小銀河の星は、他の銀河の星とも異なります。矮小銀河は宇宙で最初に形成された構造の一部であったため、それらの星はより古く、金属に乏しい。それらは、連続した世代の星が宇宙に金属を播種する前の初期に形成されました。

多くの矮小銀河は、近くにあるより大きな銀河の重力潮の影響を受けやすく、Ant 2も例外ではありません。彼らはしばしば、より大きな銀河に引き寄せられ、これらの相互作用によって引き裂かれているのが見られます。これは銀河の合併をもたらす可能性があり、それがAnt 2で起こっている可能性があります。

しかし、幽霊銀河Ant 2は他の小人とは異なります。光はほとんど出ません。天の川の別の衛星銀河である大マゼラン星雲と比較すると、10,000倍も暗いです。見方によっては、明るさに対して大きすぎるか、サイズに対して薄すぎるかのどちらかです。

「これは銀河の幽霊です」と、この論文の筆頭著者であるガブリエルトーレアルバは言った。「Ant 2と同じくらい拡散したオブジェクトは、これまでに見たことがないだけです。私たちの発見は、Gaiaデータの品質のおかげでのみ可能でした。」

ESAのガイアミッションにより、これまでで最も豊富な星カタログが作成されました。これには、約17億個の星の高精度測定が含まれます。それは私たちの家の銀河の以前には目に見えなかった詳細を明らかにし、100億年前に別の銀河と合併することによって天の川がどのように形成されたかを示しました。今年の初めに、ガイアの2回目のデータリリースは天の川の星の新しい詳細を世界中の科学者が利用できるようにし、ゴーストギャラクシーの背後にあるチームを含む天文学者の宝庫になりました。

研究の背後にいる天文学者のチームは、台湾、英国、米国、オーストラリア、ドイツからの出身です。彼らは、ガイアの2番目のデータリリースでRR Lyraeの星を探していて、より小さな銀河を見つけたいと考えていました。これらの古い星には、理解できる明るさのパルスが半日続くため、非常に便利です。

「RR Lyraeはすべての既知の小型衛星で発見されていたので、銀河系の円盤の上に座っているグループを見つけたとき、私たちはまったく驚いていませんでした」とケンブリッジ研究所の共著者であるVasily Belokurovは言った。「しかし、私たちが空で彼らの場所を詳しく見てみたところ、以前に特定されたオブジェクトが検索したどのデータベースにも現れなかったため、何か新しいことがわかりました。」

「私たちは、この銀河が氷山の一角にすぎないのかどうか疑問に思っています。天の川は、この銀河のようにほとんど見えない小人の大集団に囲まれています。」 –共著者、カーネギーメロン大学、マシューウォーカー。

チームはオーストラリアの英国オーストラリア望遠鏡（AAT）の同僚に通知しました。厳しいタイムラインの下で、AATの天文学者はゴースト銀河の100を超える赤い巨大星のスペクトルを測定しました。これらのスペクトルは、チームが必要とする確認を提供しました。

スペクトルは、すべての星が一緒に動いていたことを示しました。 Ant 2は天の川に近づき過ぎることはなく、常に少なくとも130,000光年離れています。研究者たちは、銀河の質量を取得することもできました。これは、そのサイズの物体について予想されるよりもはるかに低かったです。

カーネギーメロン大学の共著者であるセルゲイ・コポソフ氏は、「Ant 2が今日、質量が非常に少ないように見える最も簡単な説明は、天の川の銀河の潮流によって解体されていることだ」と述べた。「しかし、説明されていないのは、オブジェクトの巨大なサイズです。通常、銀河は天の川の潮の流れによって質量を失うため、成長するのではなく縮小します。

したがって、Ant 2は天文学者にとって少し謎です。質量が非常に小さいものには非常に大きいです。質量を削除してもゴースト銀河を大きくすることはできません。それは意味がありません。質量を失いつつサイズが大きくなる別の理由が必要ですが、これまでのところ誰も知りません。現在の銀河形成理論では、Ant 2のような天体は予測されていません。

推測の1行は、Ant 2内の非常に活発な星の形成が天の川がその質量を盗む間にそれを拡大させる可能性があることを示唆しています。恒星風と超新星爆発により、未使用のガスが押し流され、銀河を束縛する重力が弱まり、銀河に関連する暗黒物質が膨張する可能性があります。しかし、これは証明されていません。

「星の形成が、Ant 2のダークマターの分布を組み立てたときに形を変えることができたとしても、前例のない効率で機能したに違いありません」と、ケンブリッジ出身の共著者であるJason Sanders氏は述べています。

推測の別の行には、ダークマター自体、おそらく別の種類のダークマターが関係しています。現在の理論では、暗黒物質は銀河の中心に密に詰まっていると予測しています。ただし、Ant 2の拡散した性質は、容易にクラスター化しない一種の暗黒物質が働いていることを意味する場合があります。チームが彼らの論文で述べているように、「このコアの起源は攻撃的なフィードバックと一致している場合もあれば、冷たいダークマターの代替物（超軽量ボソンなど）が必要な場合もあります。」

カーネギーメロン大学の共著者であるマシューウォーカー氏は、「他の60基ほどの天の川衛星と比較すると、Ant 2は奇妙なボールです」と語った。「私たちは、この銀河が氷山の一角にすぎないのかどうか疑問に思っています。天の川は、この銀河に似たほとんど見えない小人の大集団に囲まれています。」

Ant 2のような奇妙なゴーストギャラクシーを見つけることは困惑しますが、それは完全に予想外ではありませんでした。検出方法がより敏感になるにつれて、より薄暗い衛星銀河が発見されました。 ZOAでここに発見されるまで、それはおそらく時間の問題でした。しかし、それが私たちがこれまでに見つけた唯一のものであるのか、それともガイア宇宙船の力のおかげで多くの最初のものに遭遇したのかはまだ未解決の問題です。いずれにせよ、それは天文学者に彼らの最も実行可能な理論を再考させることです。