銀河のハロー

銀河ハローは、銀河の主要な可視部分を超えて広がる、ほぼ球状の拡張部分です。 ^[1]銀河のいくつかの異なる要素がハローを構成しています。^{[2] [3]}

• 恒星の光輪
• 銀河コロナ（高温ガス、すなわちプラズマ）
• 暗黒物質のハロー

ハローと銀河本体の区別は渦巻銀河で最も明確で、球状のハローが平らな円盤と対照的である。楕円銀河では、銀河の他の構成要素とハローの間に明確な遷移はない。

ハローは、問題の銀河の視線上にあるクエーサーのような遠くの明るい天体からの光の通過に与える影響を観察することによって研究することができます。 ^[4]

恒星ハローは、ほぼ球状の恒星と球状星団の集まりです。ほとんどの円盤銀河とcD 型の楕円銀河の一部を囲んでいます。銀河の恒星質量のごく一部 (約 1%) が恒星ハローに存在し、その明るさは銀河の他の構成要素よりもはるかに低いことを意味します。

天の川銀河の恒星ハローには、球状星団、金属含有量の少ないRRリラ星、準矮星が含まれています。私たちの恒星ハローでは、星は古く（ほとんどが120億年以上）、金属含有量が少ない傾向がありますが、円盤星と同等の金属含有量が観測されているハロー星団もあります。天の川銀河のハロー星は、約200 km/sの視線速度分散と約50 km/sの平均自転速度の低さが観測されています。^[5]天の川銀河の恒星ハローでの星形成はずっと以前に停止しました。^[6]

銀河コロナは銀河の中心から遠く離れたところまで広がるガスの分布です。コロナは独特の発光スペクトルによって検出され、HIガス（H1、21cmマイクロ波線）の存在や、X線分光法で検出できるその他の特徴を示します。^[7]

暗黒物質ハローは、銀河全体に広がり、目に見える構成要素をはるかに超えて広がる暗黒物質の理論的な分布です。暗黒物質ハローの質量は、銀河の他の構成要素の質量よりもはるかに大きいです。その存在は、銀河内の物体のダイナミクスを決定する重力ポテンシャルを説明するために仮定されています。暗黒物質ハローの性質は、特に銀河の形成と進化との関係において、現在の宇宙論の研究において重要な分野です。^[8]

ナバロ・フレンク・ホワイトプロファイルは、数値シミュレーションによって決定された暗黒物質ハローの密度プロファイルとして広く受け入れられている。^[9]これは、暗黒物質ハローの質量密度を銀河中心からの距離 の関数として表したものである。${\displaystyle r}$

$${\displaystyle \rho (r)={\frac {\rho _{\text{crit}}\delta _{c}}{(r/r_{s})(1+r/r_{s})^{2}}}}$$

ここで、はモデルの特性半径、は臨界密度（ はハッブル定数）、 は無次元定数です。しかし、目に見えないハロー成分は、この密度プロファイルで無限に拡張することはできません。これは、質量を計算するときに発散積分につながります。ただし、すべての に対して有限の重力ポテンシャルを提供します。実行できるほとんどの測定は、外側のハローの質量分布に比較的鈍感です。これは、ハローの形状が回転楕円体または楕円形の場合、銀河中心から 距離にあるハロー質量が よりも銀河中心に近いオブジェクトに及ぼす正味の重力効果はないというニュートンの法則の結果です。ハローの範囲に関連する制限可能な唯一の動的変数は、脱出速度です。銀河にまだ重力で束縛されている最も速く移動する恒星オブジェクトは、ダークハローの外縁の質量プロファイルの下限を与えることができます。^[10]${\displaystyle r_{s}}$${\displaystyle \rho _{\text{crit}}=3H^{2}/8\pi G}$${\displaystyle H}$${\displaystyle \delta_{c}}$${\displaystyle r}$${\displaystyle r}$${\displaystyle r}$

恒星ハローの形成は、宇宙の冷たい暗黒物質モデルでは自然に発生します。このモデルでは、ハローなどのシステムの進化はボトムアップで発生し、銀河の大規模な構造は小さな物体から形成されます。バリオンと暗黒物質の両方で構成されるハローは、互いに合体することで形成されます。証拠によると、銀河ハローの形成は、重力の増加と原始ブラックホールの存在の影響によるものである可能性もあります。^[11]ハローの合体によるガスは銀河の中心構成要素の形成に向かいますが、恒星と暗黒物質は銀河ハローに残ります。^[12]

一方、天の川銀河のハローはガイアソーセージから派生したと考えられています。

• 円盤銀河 – 銀河の形状の種類
• 銀河バルジ – 大きな銀河系内に密集した星の集まり
• 銀河コロナ – 銀河ハロー内の高温でイオン化したガス成分
• 銀河座標系 – 太陽を中心とした球座標の天体座標系
• 銀河の形成と進化
• 渦巻き腕 – 渦巻き銀河の銀河円盤内にある、明るさが増した渦巻き状の領域