No.543: 渦巻銀河M81の淡い外部構造に記された銀河形成史

　国立天文台の有本信雄 (ありもとのぶお) 教授らの研究チーム (注1) は、
すばる望遠鏡の主焦点カメラを用いた観測で、渦巻銀河M81の外側に分布する
個々の星を詳細に調べ、この銀河の外部領域の構造を初めて明らかにしまし
た。
　今回の観測で、M81の外部領域の星は、銀河系のものに比べると数倍も明る
く、重元素 (注2) 量も高いことがわかりました。これは、一見銀河系と似た
ように見える渦巻銀河であっても、その形成の歴史は多様であり、外部領域が
その理解のための鍵を握っていることを示しています。

　M81は約1200万光年の距離にあり、銀河系と同じグループに属する銀河を除
いては、銀河系に最も近い渦巻銀河の一つです。そのために銀河形成のモデル
を検証するのに最も適した「実験台」とされています。
　多くの天文学者に支持されている銀河形成理論によると、M81や銀河系のよ
うな大型の渦巻銀河は、多数の小さな銀河が重力による相互作用で合体して形
成されたと考えられています。このように、小さな銀河から大きな銀河へと合
体によって無秩序的に成長してゆく渦巻銀河の外側には、ハローと呼ばれる広
がった星の構造が残ります。

　これまで、アンドロメダ銀河 (M31、距離約250万光年) をはじめ、銀河系と
同じグループに属する銀河のハローの星については、多くの望遠鏡で観測が行
われてきました。しかし、研究チームはこのたび、すばる望遠鏡を用いたM81
の観測で、銀河系とは別のグループに属する銀河としては初めて、明るい円盤
部の外側に淡く広がるハローとおぼしき構造を発見しました。
　この広がった構造の光はあまりにも淡く、夜空のほうが100倍も明るいほど
ですが、すばる望遠鏡の強力な集光力のおかげで、M81の周辺に広がる一つ一
つの星を写しだすことに成功しました。加えて、主焦点カメラの広い視野をい
かしてM81の外側を広範囲にわたって観測し、その構造の物理的な特性を解析
することができました。
　この構造に含まれる星の広がり具合は、銀河系のハローによく似てはいるも
のの、幾つかの点で様子が異なっていることが判明しました。たとえば、銀河
系のハローに比べると、全体として数倍も明るく星の重元素量も2倍近くある
ことがわかりました。

　このような違いは、M81が銀河系よりもはるかに多数の小さな銀河を飲み
込んだことによるのかもしれません。あるいは、M81の外側の広がった構造
は、銀河系とは全く異なる歴史を経て形成されたのかもしれません。
　いずれにしろ、今回の観測は、一見銀河系とよく似た渦巻銀河であっても、
その外部領域は多様であり、銀河の成長を理解する鍵を握っていることを示し
ています。

　この研究結果は、米国の天文学専門誌「アストロノミカル・ジャーナル」の
2009年11月号に掲載されました。

注1：有本信雄 (国立天文台)、Barker M. K. 、Ferguson A. M. N. (エジンバ
ラ大学)、Irwin M. (ケンブリッジ大学)、Jablonka P. (ジュネーブ天文台)

注2：ここでは、ヘリウムよりも質量の大きな元素の総称

参照：

　渦巻銀河M81の淡い外部構造に記された銀河形成史
　　 (国立天文台ハワイ観測所・すばる望遠鏡)
　　　http://www.naoj.org/Pressrelease/2010/03/18/j_index.html

　"Resolving the Stellar Outskirts of M81: Evidence for a Faint, 
Extended Structural Component"
　　Barker M. K., Ferguson A. M. N., Irwin M., Arimoto N., 
Jablonka P., 
　　2009, AJ 138, 1469

 

　　　　　　2010年3月19日　　　　　　　　　　　　国立天文台・広報室