ガイアのおかげで、私たちはいつアンドロメダと衝突するか正確にわかります

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天文学者たちは、天の川銀河とアンドロメダ銀河が将来のある日に衝突することを以前から知っていました。そのランデブーの最良の推測は、現在から約37.5億年です。しかし今、ESAのガイアミッションからのデータリリース2に基づく新しい研究は、この将来の衝突にいくらかの明確さをもたらしています。

衝突の全体像には、天の川とアンドロメダ（M31）だけではありません。 2つの銀河はローカルグループと呼ばれる銀河のグループの一部であり、ローカルグループには3番目の大きなメンバーであるTriangulum Galaxy（M33）があります。ローカルグループには他の銀河が含まれていますが、質量の大半を占めるのは前述の3つです。 3つのうち、アンドロメダが最も大きく、天の川が2番目に大きく、三角形が3番目です。

ローカルグループは54以上の異なる銀河で構成されていますが、それらのほとんどは矮小銀河であり、大きな3つに重力によって接続されています。グループの重力中心は、天の川とアンドロメダの間のどこかにあります。

しばらく衝突が予測されてきましたが、依然として多くの不確実性があります。ハッブル宇宙望遠鏡と、Very Long Baseline Array（VLBA）などの他の地上ベースのスコープは、この衝突の観測的証拠を提供しています。そのデータで、天文学者はアンドロメダと三角地帯の軌道が時間とともにどのように変化したかについて少し知ることができました。

アンドロメダと三角形はどちらも、天の川のような渦巻銀河であり、私たちから250〜300万光年離れたところにあります。また、それらは重力と相互作用する可能性があり、衝突予測を混乱させるほど十分に近くにあります。

これが、ESAのガイアミッションの出番です。

“銀河の動きを3Dで調査して、銀河がどのように成長して進化し、何が銀河の特徴と行動を生み出し、それに影響を与えているかを明らかにする必要がありました。“

研究主任著者Roeland van der Marel、宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）、ボルチモア、米国。

“私たちは銀河の動きを3Dで調査して、銀河がどのように成長して進化したか、そして銀河の特徴や振る舞いを作成して影響を与えるものを明らかにする必要がありました。」と、米国ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）の筆頭著者であるローランドファンデルマレルは言います。「Gaiaからリリースされた高品質データの2番目のパッケージを使用して、これを行うことができました。“

ガイアの使命は私たちの天の川銀河の3Dマップを作成することであり、ローカルグループの一部に対しても同じことを行っています。「ハッブルのようなスコープは、ローカルグループの他のメンバーの鋭いビューを提供しますが、個々の星の位置と動きの正確な測定値を提供しません。それがガイアの使命です。

“ガイアのデータを調べて、両方の銀河にある数千の個々の星を特定し、これらの星が銀河の家の中でどのように移動したかを調べました」は、同じくSTScIの共著者であるMark Fardalを追加します。 「ガイアは主に天の川を研究することを目的としていますが、近くの星形成領域内にある特に巨大で明るい星を発見するのに十分強力です。“

過去に、天文学者がハッブルや他の観測所を使用してローカルグループの3人の最大のメンバーの動きを研究したとき、彼らは2つの可能性を発見しました。三角形の銀河は、アンドロメダの周りの信じられないほど長い60億年の軌道上にありますが、すでに過去に陥りました、または現在、その最初の落下にあります。各シナリオは異なる軌道パスを反映しているため、銀河ごとに異なる形成履歴と将来を反映しています。

しかし今、ガイアは天文学者にもっと多くのデータを提供するようにしています。それは銀河が宇宙をどのように移動しているかを明らかにするだけでなく、それらのスピン率を示します。天文学者が銀河の形成と進化の研究を100年前に開始して以来、このスピンレートデータは長い間切望され、ガイアはついに実現しました。

“ようやくガイアと同じくらい高度な天文台が必要になりました。“
ローランド・ファン・デル・マレル、STScI。

“ようやくガイアと同じくらい高度な展望台が必要でした、」とローランドは言います。「M31とM33が上空でどのように回転するかを初めて測定しました。天文学者は銀河をクラスター化された世界と見なしていましたが、分離された「島」ではあり得ませんでしたが、現在ではそうではありません。ガイアが最後に、最も近い大きな銀河系の隣人であるM31の真の小さな回転速度を測定するまでに100年かかりました。これは、銀河の性質について理解を深めるのに役立ちます。“

この研究の背後にいる研究者たちは、既存のデータとGaia Release 2の新しいデータを組み合わせて、アンドロメダと三角地帯が宇宙をどのように移動しているかをより正確に把握しています。彼らはこれを過去と未来に何十億年も投影することができました。

“私たちが見つけた速度は、M33がM31の周りの長い軌道上にあることができないことを示しています。 米国アリゾナ大学の共著者であるEkta Patel。 「私たちのモデルは、満場一致でM33がM31に最初に落ちる必要があることを意味します。“

この調査では、天の川とアンドロメダの今後の見通しも明らかになりました。衝突（星や惑星が衝突する可能性がなかったため、より正確には潮汐相互作用と呼ばれます）ではなく、一見打撃が大きくなります。そして、約37.5億年で発生するのではなく、約45億年で発生します。ふew！

“この発見は、銀河がどのように進化して相互作用するかを理解する上で重要です。」
Timo Prusti、ESA Gaiaプロジェクトサイエンティスト

新しい論文とガイアからの新しいデータは、アンドロメダやトライアンギュラムのような銀河がどのように形成され進化するかについてもいくつかの光を当てています。

“この発見は、銀河がどのように進化して相互作用するかを理解する上で重要です。」 ESAガイアプロジェクトサイエンティストのTimo Prusti氏は言います。「M31とM33の両方に、ガスや星のゆがんだ流れや尾などの異常な特徴が見られます。銀河がこれまでに集まっていなかった場合、これらは統合中に感じられた力によって作成されたものではありません。おそらく、それらは他の銀河との相互作用を介して、または銀河自体の内部の気体力学によって形成されました。