日本新聞: 銀河形成の未遂天体「クラウドナイン」発見

国際的こくさいてきな天文学者てんもんがくしゃチームはこのほど、「銀河ぎんが形成けいせいに至いたらなかった」新あらたな天体てんたい「クラウドナイン」を発見はっけんしたと発表はっぴょうした。
この発見はっけんは、宇宙うちゅう最大さいだいの謎なぞの一ひとつである暗黒物質あんこくぶっしつ（ダークマター）の本質ほんしつ解明かいめいに資しする可能性かのうせいがあるとされている。米国べいこくの天文物理学てんもんぶつりがく専門誌せんもんし『アストロフィジカルジャーナル・レターズ（ApJL）』に今月こんげつ掲載けいさいされた論文ろんぶんによれば、「クラウドナイン」は暗黒物質あんこくぶっしつが集積しゅうせきした天体てんたいであり、初期しょき宇宙うちゅうにおける銀河ぎんが形成けいせいの過程かていで生しょうじた残骸ざんがいであると考かんがえられている。

暗黒物質あんこくぶっしつとは、宇宙うちゅうの構造こうぞうを根本的こんぽんてきに規定きていするにもかかわらず、その正体しょうたいがいまだ解明かいめいされていない物質ぶっしつである。直接ちょくせつ観測かんそくすることはできないものの、宇宙うちゅう全体ぜんたいの物質ぶっしつの約やく85％を占しめると推定すいていされ、重力じゅうりょくの作用さようによって間接的かんせつてきに存在そんざいが示唆しさされている。研究けんきゅうチームの一員いちいんである米べい宇宙望遠鏡うちゅうぼうえんきょう科学研究所かがくけんきゅうじょ（STScl）のアンドリュー・フォックス氏しは、「この雲くもは暗黒宇宙あんこくうちゅうを観測かんそくするための窓口まどぐちである」と述のべ、暗黒物質あんこくぶっしつの観測かんそく困難性こんなんせいについても言及げんきゅうした。理論的りろんてきには宇宙うちゅうの質量しつりょうの大半たいはんが暗黒物質あんこくぶっしつで占しめられているものの、暗黒物質あんこくぶっしつ自体じたいは光ひかりを発はっしないため、その検出けんしゅつは極きわめて困難こんなんである。
これまでの研究けんきゅうによれば、暗黒物質あんこくぶっしつは約やく138億おく年前ねんまえのビッグバンに起源きげんを持もつとされ、暗黒物質あんこくぶっしつがガスを引ひき寄よせて星ほしが形成けいせいされ、さらに星々ほしぼしが集あつまることで銀河ぎんがが誕生たんじょうしたという。一方いっぽう、十分じゅうぶんなガスが集あつまらなかった場合ばあいには星ほしが形成けいせいされず、暗黒物質あんこくぶっしつとガスのみから成なる銀河未満ぎんがみまんの天体てんたいが残存ざんぞんしたと考かんがえられる。

クラウドナインは、中国ちゅうごく貴州省きしゅうしょうの500メートルめーとる球面きゅうめん電波望遠鏡でんぱぼうえんきょう（FAST）を用もちいた観測かんそくにより、3年前ねんまえに渦巻銀河うずまきぎんが「メシエ94」付近ふきんの水素すいそガス雲くもとして発見はっけんされた。その後ご、米べいハッブル宇宙望遠鏡うちゅうぼうえんきょうによる観測かんそくを通とおじて、星ほしを持もたないことが確認かくにんされている。イタリア・ミラノビコッカ大学だいがくのアレハンドロ・ベニテスジャンバイ准教授じゅんきょうじゅは「これは銀河ぎんが形成けいせいの未遂みすいに関かんする物語ものがたりであり、星ほしが存在そんざいしないという事実じじつが理論りろんの正ただしさを裏付うらづけている」と述のべている。

一般的いっぱんてきな銀河ぎんがとは異ことなり、このような未遂みすいの銀河ぎんがは極きわめて暗くらく、観測かんそくが困難こんなんである。クラウドナインは一見いっけん「矮小銀河わいしょうぎんが」と類似るいじしているが、天てんの川銀河がわぎんがが数千億個すうせんおくこの星ほしを有ゆうするのに対たいし、矮小銀河わいしょうぎんがの星数ほしすうは千個せんこから数十億個すうじゅうおくこ程度ていどに留とどまるとされる。メシエ94銀河ぎんがは地球ちきゅうから約やく1600万光年まんこうねん離はなれており、銀河ぎんが形成けいせい理論りろんによれば、星ほしが形成けいせいされて明あかるい銀河ぎんがとなるには、一定量いっていりょうの暗黒物質あんこくぶっしつが不可欠ふかけつである。フォックス氏しは「クラウドナインはその閾値いきちに達たっしておらず、星ほしが存在そんざいしない天体てんたいの一例いちれいである」と説明せつめいしている。

クラウドナインは、メシエ94付近ふきんで発見はっけんされた9番目ばんめのガス雲くもであることから命名めいめいされた。そのガス雲くもの僅わずかな歪ゆがみは、メシエ94との相互作用そうごさようを示唆しさしている。中心部ちゅうしんぶは中性水素ちゅうせいすいそで構成こうせいされ、直径ちょっけいは約やく4900光年こうねんに及およぶ。含ふくまれる水素すいそガスの質量しつりょうは太陽たいようの約やく100万倍まんばい、暗黒物質あんこくぶっしつは太陽たいようの約やく50億倍おくばいと推定すいていされる。
研究けんきゅうチームのSTScl所属しょぞくレイチェル・ビートン氏しは「大量たいりょうの『見みえない』重力じゅうりょくがクラウドナインを束たばねているに違ちがいない」と述のべ、「目めに見みえる中性水素ちゅうせいすいそガスの質量しつりょうだけでは不十分ふじゅうぶんであり、暗黒あんこくハローの重力じゅうりょくが支ささえとなっているはずだ」と指摘してきした。

また、クラウドナインは極きわめて微妙びみょうなバランスの上うえに存在そんざいしており、「ガスを保持ほじするには十分じゅうぶんな質量しつりょうがあるが、星ほしを形成けいせいするには不十分ふじゅうぶんである」とされる。天てんの川銀河がわぎんが周辺しゅうへんで同様どうようの天体てんたいがほとんど発見はっけんされていないのは、こうした状態じょうたいが極きわめて稀まれであるためであり、暗黒あんこくハローは多おおくの場合ばあい、ガスを失うしなうか、あるいは銀河ぎんがへと進化しんかするかのいずれかになるからである。

研究けんきゅうチームによれば、クラウドナインが将来的しょうらいてきに銀河ぎんがへと変化へんかする可能性かのうせいも否定ひていできない。
もし十分じゅうぶんな質量しつりょうに達たっすれば、ガスが崩壊ほうかいして星ほしの形成けいせいが始はじまり、遅おくればせながら銀河ぎんがが誕生たんじょうすることも考かんがえられる。一方いっぽうで、クラウドナインがメシエ94に引ひき寄よせられ、質量しつりょうを失うしなった結果けっか、存在そんざいそのものが消滅しょうめつする可能性かのうせいもあるとフォックス氏しは指摘してきしている。
今後こんご、より高精度こうせいどな観測かんそくによってクラウドナイン中心部ちゅうしんぶの詳細しょうさいが明あきらかになれば、含ふくまれる暗黒物質あんこくぶっしつの量りょうや暗黒物質粒子あんこくぶっしつりゅうしの性質せいしつ特定とくていに資しする研究けんきゅうが進展しんてんすることが期待きたいされる。ただし、今回こんかいの研究けんきゅうに参加さんかしていない英えいキール大学だいがくのジャッコ・バン・ルーン氏しは、星ほしをほとんど、あるいは全まったく持もたない「暗黒銀河あんこくぎんが」と見みなされるガス雲くも自体じたいはクラウドナインが初はつではないと指摘してきする。
チームが言及げんきゅうしたもう一ひとつの水素すいそガス雲くも「FAST J0139+4328」はその一例いちれいだが、最近さいきんになってごく小規模しょうきぼながら銀河ぎんがであることが判明はんめいした。

クラウドナインに含ふくまれる水素すいそガス量りょうはFAST J0139+4328と比較ひかくして100分ぶんの1程度ていどに過すぎず、クラウドナインも実際じっさいにはさらに小規模しょうきぼで、ハッブル望遠鏡ぼうえんきょうでも検出けんしゅつ困難こんなんな銀河ぎんがである可能性かのうせいがあるとバン・ルーン氏しは述のべる。
また、「光学的こうがくてきに暗くらいガス雲くもが暗黒物質あんこくぶっしつの遺物いぶつであると断定だんていするには、より強力きょうりょくかつ明確めいかくな証拠しょうこが必要ひつようだ」と主張しゅちょうした。

一方いっぽうで、研究けんきゅうチームはクラウドナインが例外的れいがいてきな存在そんざいなのか、それとも多数たすう存在そんざいする残骸ざんがいの一ひとつに過すぎないのかを明あきらかにするため、今後こんごも同様どうようの天体てんたいの探索たんさくを継続けいぞくする方針ほうしんを示しめしている。

銀河ぎんが形成けいせいの未遂みすい天体てんたい「クラウドナイン」発見はっけん

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