天文学者たちは、天の川銀河に引き裂かれ、のみ込まれた小さな銀河の残骸である恒星ストリームを、新たに11個発見しました。
この発見は、調査開始から最初の3年間に得られたデータの主な成果の一つです。データは、ダークエネルギー・サーベイによる約4億個の天体の調査から得られました。遠方の銀河だけでなく、私たちの銀河にある恒星も対象です。
謎めいた力であるダークエネルギーの正体を明らかにすることを目指す共同研究「ダークエネルギー・サーベイ」が、結果を発表しました。
ダークエネルギー・サーベイ
データは約5,000平方度をカバーし、全天の8分の1に相当します。ダークエネルギー・カメラで撮影した約40,000回分の露光画像が含まれます。画像データは数百テラバイトに及び、数億個の銀河や恒星を収録したカタログとともに公開されます。
「このデータには、発見を待つさまざまなものがあります」と、フェルミ国立加速器研究所のブライアン・ヤニー氏は述べます。同氏はダークエネルギー・サーベイのデータ管理プロジェクトの科学者です。
「DESの科学者たちはダークエネルギーの解明にデータを活用していますが、天文学者が画像を新たな方法で調べ、宇宙への理解を深められるようにしたいと考えました」とヤニー氏は述べます。
ダークエネルギー・サーベイの主要な観測装置であるダークエネルギー・カメラは、現存する最も高性能なデジタル撮像装置の一つです。サーベイを主導する研究所であるフェルミ国立加速器研究所で製作・試験され、チリにある米国国立科学財団のブランコ4メートル望遠鏡に搭載されています。その後、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の国立スーパーコンピューター応用研究センターのチームがDESの画像を処理します。
成長する銀河
このデータセットによって可能になった新たな発見の一つは、天の川銀河の周囲にある恒星ストリームを新たに11個検出したことです。
私たちの銀河は、近くの小さな銀河に強い重力を及ぼす、巨大な暗黒物質のハローに囲まれています。天の川銀河は、こうした小さな銀河系を引き寄せ、引き裂き、吸収することで成長します。恒星は引きはがされると、空を横切るストリームを形成し、ダークエネルギー・カメラで検出できます。
それでも恒星ストリームの発見は非常に困難です。広い空域に比較的少数の恒星が散らばって構成されているためです。
「これほど多くの恒星ストリームを発見できたのは、胸が躍ることです」と、フェルミ国立加速器研究所およびシカゴ大学カブリ宇宙物理学研究所の天体物理学者、アレックス・ドリカ＝ワグナー氏は述べます。「これらのストリームを使って、天の川銀河における暗黒物質の量や分布、そして『塊状の度合い』を測定できます。恒星ストリームの研究は、暗黒物質の基本的な性質を制約するのに役立ちます。」
今回の発見以前に知られていた恒星ストリームは、わずか20数個でした。その多くは、ダークエネルギー・サーベイに先行するスローン・デジタル・スカイ・サーベイによって発見されました。ダークエネルギー・サーベイで新たな恒星ストリームを検出する取り組みを率いたのは、シカゴ大学の大学院生ノラ・シップ氏です。
「こうしたストリームに関心があるのは、天の川銀河とその暗黒物質ハローの形成や構造について教えてくれるからです。恒星ストリームは、小さな銀河から大きな銀河が築かれていく過程を垣間見せてくれます」とシップ氏は述べます。「DESが、最も広範囲で、最も深く、最も高精度に較正されたサーベイだからこそ、こうした発見が可能になりました。」
恒星ストリームの命名に普遍的に認められた規則がないため、ダークエネルギー・サーベイはチリとオーストラリアの学校に協力を呼びかけ、生徒たちに名前を選んでもらいました。生徒たちは教師と協力し、チリ北部やオーストラリア先住民の言語にある水にまつわる言葉をもとに、ストリームに名前を付けました。
研究者たちは1月10日、ワシントンD.C.で開かれた米国天文学会の会合で、ダークエネルギー・サーベイの初期成果を発表しました。
資金は、米国エネルギー省科学局と米国国立科学財団から提供されました。
