銀河の方向

銀河の方向は、特定の銀河に存在する銀河面の空間的な方向を表します。渦巻銀河の場合、これは天空の平面に対する銀河面の傾斜と、地球から見た長軸の位置角から得られます。その結果、銀河面に垂直な方向が得られます。^[1]天の川銀河の場合、これは銀河極の座標によって与えられます。

銀河団^{[2] [3]は、複数の}銀河が重力で結びついた大規模な構造です。これらの集合体の進化は、形成の時間と方法、および構造と構成要素が時間とともにどのように変化してきたかというプロセスによって決まります。ガモフ（1952）とワイツカー（1951）は、観測された銀河の回転が宇宙論にとって重要であることを示しました。彼らは、銀河の回転がこれらのシステムが形成された物理的条件の手がかりになるかもしれないと仮定しました。したがって、銀河のスピンベクトルの空間方向の分布を理解することは、銀河の角運動量の起源を理解する上で重要です。

銀河団と超銀河団の起源については、主に 3 つのシナリオがあります。これらのモデルは、原始的条件に関する異なる仮定に基づいているため、銀河のスピン ベクトルの配列も異なります。3 つの仮説は、パンケーキ モデル、階層モデル、および原始渦度理論です。これら 3 つは互いに排他的で、矛盾した予測を生み出します。ただし、3 つの理論による予測はすべて、宇宙論の原則に基づいています。したがって、これらのモデルは、適切な分析方法を備えたデータベースを使用してテストできます。

銀河は、恒星、塵、ガス、および暗黒物質と呼ばれる未知の成分が重力によって大きく集まったものです。天の川銀河^[4]は、既知の宇宙にある数十億の銀河のうちの 1 つにすぎません。銀河は渦巻き銀河^[5] 、楕円銀河、不規則銀河、特異銀河に分類されます。大きさは、数千個の恒星 (矮小不規則銀河) から 10 ¹³個の恒星からなる巨大楕円銀河までさまざまです。楕円銀河は、球形または楕円形の外観をしています。渦巻き銀河には、レンズ状銀河の S0 から、核を横切る棒がある Sb 銀河、強い渦巻き腕を持つ Sc 銀河まであります。総数では、楕円銀河が 13%、S0 銀河が 22%、Sa、b、c 銀河が 61%、不規則銀河が 3.5%、特異銀河が 0.9% です。

ほとんどの銀河の中心には、古い星が密集しています。銀河のこの部分は、核バルジと呼ばれます。核バルジの向こうには、銀河円盤と呼ばれる、若くて熱い星を含む大きな円盤があります。形態的な区別があります。楕円形は銀河団で最も一般的であり、通常、銀河団の中心は巨大な楕円形で占められています。渦巻き形は、銀河団ではなく、フィールドで最も一般的です。

原始渦度理論は、銀河のスピンベクトルは主に銀河団の面に対して垂直に分布していると予測している。^[6]原始渦度はトップダウンシナリオと呼ばれている。乱流モデルと呼ばれることもある。乱流シナリオでは、初期宇宙の宇宙渦度により、最初に平坦で回転する原始銀河団が形成された。その後の密度と圧力の変動により銀河が形成された。

銀河の形成が原始的な乱流によって始まるという考えには長い歴史があります。オゼルノイ (1971、1978) は、乱流によって生じた衝撃の背後にある高密度領域から銀河が形成されると提唱しています。原始渦度理論によれば、大きな混沌とした速度の存在によって乱流が発生し、それが密度と圧力の変動を引き起こします。

銀河団規模の密度変動は重力で制限される可能性がありますが、銀河の質量変動は常に制限されません。銀河は、制限されていない銀河の質量渦が、制限された銀河団の背景よりも速く膨張したときに形成されます。そのため、形成中の銀河は、銀河団が再崩壊し始めると互いに衝突します。これらの衝突により、渦の境界面に衝撃と高密度の原始銀河が発生します。銀河団が再崩壊すると、銀河系は激しい集団的緩和を経験します。

パンケーキモデルは1970年代にモスクワ応用数学研究所のヤコブ・B・ゼルドヴィッチによって初めて提案されました。[ 7 ^]

パンケーキモデルは、銀河のスピンベクトルがクラスター面内にある傾向があると予測しています。パンケーキシナリオでは、クラスターの形成が最初に起こり、断熱変動によりクラスターが銀河に分裂しました。非線形重力不安定性理論によると、小さな不均一性の成長により、「パンケーキ」と呼ばれる薄くて密度の高いガスの凝縮が形成されます。これらの凝縮は衝撃波によって圧縮され、高温に加熱され、すぐにガス雲に分裂します。その後、これらの雲が凝集して、銀河とそのクラスターが形成されます。

進化の過程では、熱的、流体力学的、および重力的な不安定性が生じます。これにより、ガス状の原始銀河団が断片化され、その後、銀河のクラスター化が起こります。パンケーキ スキームは、3 つの同時進行するプロセスに従います。まず、ガスが冷却され、新しい冷たいガスの雲が形成されます。次に、これらの雲がクラスター化して銀河を形成します。最後に、形成中の銀河と、ある程度は単一の雲がクラスター化して、銀河のクラスターを形成します。

階層モデルによれば、スピン ベクトルの方向はランダムに分布しているはずです。階層モデルでは、銀河は最初に形成され、その後、重力で集まってクラスターを形成する間に潮汐力によって角運動量を獲得しました。これらの銀河は、その後の原始銀河の凝縮の合体、またはすでに完全に形成された銀河の合体によって成長します。この図式では、銀河のような大きな不規則性は、初期宇宙の小さな欠陥からの重力の影響を受けて成長したと考えられます。

システムの四重極モーメントと物質の潮汐力場と の重力相互作用によって、発達中の原始銀河に伝達される角運動量。

• Aryal, B.; Kandel, SM; Saurer, W. 「シャプレー集中の中心にある銀河の空間的方向 - 銀河団 Abell 3558」、天文学と天体物理学、第 458 巻、第 2 号、pp. 357–367、2006 年 11 月、http://adsabs.harvard.edu/abs/2006A%26A...458..357A
• Aryal, B.; Saurer, W.「BM タイプ II-III の 10 個のアベル クラスター内の銀河の空間方向」、Monthly Notices of the Royal Astronomical Society、第 366 巻、第 2 号、pp. 438–448、2006 年 2 月、http://adsabs.harvard.edu/abs/2006MNRAS.366..438A
• Aryal, B.; Kafle, PR; Saurer, W. 「局所超銀河団内および周辺における銀河の空間方向の視線速度依存性」、Monthly Notices of the Royal Astronomical Society、第 389 巻、第 6 号、pp. 741–748、2008 年 9 月、http://adsabs.harvard.edu/abs/2008MNRAS.389..741A