銀河の宝石動物園

銀河動物園の宝石（Zoogems）は、ハッブル宇宙望遠鏡を使用して、銀河動物園（GZ）と電波銀河動物園（RGZ）の両方からのデータを分類するボランティアによって発見された珍しいオブジェクトの画像を撮影するギャップフィラープロジェクトでした。^{[1] [2]} HSTの主な観測の間には、約12〜25分間のギャップを使用して、その視野内のオブジェクトを画像化できる短い時間があります。^[3] Zoogemsプロジェクトは、これらの小さな観測ギャップを使用して、2つの動物園から取得された300の候補を画像化し、それらをよりよく研究して理解することを目指しました。^[1] 2018年5月に観測を開始したHST提案15445は、2023年9月末までに300の候補のうち193を画像化し、その多くはほぼ11分の露出でした。^[2]

GZは、多数の銀河の形態学的分類に協力してくれる人を募集するクラウドソーシング天文学プロジェクトです。 ^[4]当初、現在画像化されているオブジェクトの多くは、2007年夏から2017年までのさまざまなバージョンを通じてGZフォーラムとトークページに投稿されました。

ラジオギャラクシーズープロジェクトは、超大質量ブラックホールの発見を目指して2013年12月に開始されました。^[5]科学チームは、ブラックホール/ジェットのペアを特定し、それらをホスト銀河と関連付けたいと考えていました。市民の分類の結果、無線周波数で見える多くの異常な候補がさらなる研究のためにフラグ付けされました。

90万個以上の天体の公開分析を通じて、ボランティアはこれまでほとんど誰も見たことのない「奇妙で素晴らしい銀河の動物園」を収集しました。 ^[6]当初の提案では、利用可能なターゲットは1100個あると見積もられていましたが、観測スロットは300個しかなかったため、最終リストに含めるべきターゲットを一般から投票してもらいました。投票は、提案の締め切りである2月28日に間に合うように、2018年2月に行われました。^[1]

プロジェクトリーダーのウィリアム・キール博士は、アラバマ大学のサイトでのインタビューで、Zoogems はさまざまな研究に取り組んでおり、銀河ではめったに起こらないことだと語った。^[3]彼は、ボランティアが百万個の銀河の画像をふるいにかけた結果、奇妙なものや珍しいものの例が見つかったと説明した。さらに、HST のデータを使用することで、通常は個別のプロジェクトに値しないこれらのオブジェクトが一緒になって興味深い研究になるだろう。HST のスケジュールに 20 分のギャップが生じると、ソフトウェアはオブジェクトのリストにアクセスし、最も近いものを探します。^[3]

HST のギャップフィラー観測のすべてと同様に、視野が広いため、 Advanced Camera for Surveysの広視野カメラモードが使用されます。 ^[1]合計 674 秒の露出時間は、ギャップフィラー観測のすべてで同じ 2 枚の 337 秒の露出で作成されます。^[1]次の 3 つのフィルターのどれを使用するかは、ターゲットによって異なります。i) より青い F475W (ほぼ SDSS g) は主に渦巻き構造に使用され、ii) F814W はバルジに使用され、iii) F625W は SDSS r フィルターとほぼ一致します。^[1]利用可能な ACS CCD でターゲットの画像がキャプチャされる場所を計算するために、さまざまなソフトウェアが使用されます。これには、「関心円」内の座標オフセットを使用して、最も有用なカバレッジを見つけます。^[1] Green Pea システム用の別の戦略では、連続体構造を調べるために、距離値を使用して割り当てられた 4 つのフィルターを選択します。^[1]

300個のズーゲムのうち、74個がエンドウ豆銀河の候補です。^[1] 2021年5月に発表された最初のズーゲム研究は、「グリーンピース銀河で発見された古い恒星集団または拡散星雲連続放射」であり、9つのエンドウ豆銀河に焦点を当てています。^[7]この研究では、レオナルド・クラークらがPGの内容を調べて星のさまざまな年齢を調べ、中心の星形成クラスターの年齢は最大5億年である一方、おそらくホスト銀河の星である、より古く、10億年以上であると考えられる星があることを発見しました。^[7]

エンドウ銀河は、水素イオン化放射線が大量に放出されている唯一の銀河として研究されてきた。このため、エンドウ銀河は宇宙を最も初期に再イオン化した銀河の類似物と見なされている。^[7]しかし、最初の銀河の最も初期の段階では、古い星が大量に存在することはあり得なかっただろう。エンドウ銀河内の古い星と新しい星の混合は、銀河風と元素の保持に影響を与える可能性のある異なる重力条件を作り出す可能性がある。 [7]これらの結論は、エンドウ銀河が再イオン化の時代を引き起こした銀河の実際の類似物ではないことを示唆している。 [ ^{7 ]}

Radio Galaxy Zoo の天体を詳述した最初の研究は、2022 年 12 月にAstrophysical Journalに掲載されました。 ^[8]「二重葉の電波強度の高い AGN をホストする巨大ディスク銀河の捉えどころのない集団」は、電波強度の高い活動銀河核とそのホストの銀河形態が楕円形のみ (「早期型」) なのか、一部が渦巻き状 (「後期型」) なのかを解明しようとしています。^{[8] Zoogems の一部として撮影された画像を使用して、研究者らは、拡張した二重葉構造を持つ}電波銀河のサンプルを分析し、それらがディスク状の光学天体と関連付けられるかどうかを確認します。^[8]彼らは、電波と光学の対応物の間に真の関連性がある可能性が高い渦巻きとして識別できる 18 個の銀河を発見しました。^[8]

Zihao らは、これらが偶然の配列なのか、それともホストが暗すぎて検出できないのかを確率統計を使用して評価しました。これにより、「高」と「低」の 2 つの信頼度区分が生まれ、最初の 32 個の銀河のうち 18 個は高い信頼度、14 個は低い信頼度となりました。^[8] Zoogems の高解像度画像と円盤状構造の可視性により、チームは銀河の形態がもはや銀河の大規模電波ジェットを生成する能力の唯一の指標ではなくなったことを発見しました。^[8]

2023年10月、雑誌「スカイ・アンド・テレスコープ」は「銀河の宝石を発掘」と題した記事を掲載した。^[9]その中で、科学ジャーナリストのマディソン・ゴールドバーグがプロジェクトの概要を述べ、宇宙望遠鏡科学研究所のトム・ブラウンにギャップフィラーのプロセスについて語っている。ハッブルの空き時間はこれまでも45分間の「スナップショットプログラム」に使用されていたが、予定外の時間が残っていた。ブラウンは「その時間を無駄にするのは無駄に思えた。ほんの数分だが、それでも積み重なっていく」と語った。^[9]そこで、ギャップフィラープロジェクトでは、スケジュールの小さな隙間を利用して11分間の露出写真を撮影し始めた。

プロジェクト主任科学者ビル・キールは、珍しい銀河は今日の宇宙を理解するのに役立つと説明した。彼は、ZooGems の「重なり合う銀河のペア」のカテゴリーについて説明した。彼は「そこで珍しいのは銀河そのものではなく、望遠鏡の画像で一方が他方の後ろにきちんと並んでいるという事実です」と述べた。^[9]グリーンピース銀河を研究している科学者サマンサ・ブルンカーは、ZooGems に含まれる珍しいターゲットの多様性は特別だと述べた。「全体像を描くなら、奇妙なものを省くことはできません。」^[9]

NGC 1175は「ピーナッツ銀河」の愛称で呼ばれ、約2億5200万光年離れた棒渦巻銀河です。この銀河は、内部の領域が他の領域よりも厚いという特異な形態をしており、天文学者に殻付きピーナッツを思わせる「箱型」の外観をもたらしています。^[10]

NGC 2292とNGC 2293は、約1億2000万光年離れたところで合体した「グレーターパンプキン」という愛称を持つ2つの楕円銀河です。相互作用するこれらの銀河は最終的に巨大な渦巻き銀河になりますが、これは宇宙で他に数例しかないほど珍しい現象です。^{[11] [12]}

「エンジェルウィング」の愛称を持つVV-689系は、2つの銀河が合体している系である。この相互作用により、衝突はほぼ完全に対称的なものとなった（記事上部）。^[13]

CGCG 396-2のHST画像には、地球から5億2000万光年離れた珍しい多腕合体の様子が写っている。^{[14] [15]}

10億光年以上離れた2つの渦巻銀河、SDSS J115331とLEDA 2073461が衝突しているように見える。視線による影響は偶然である可能性が高いが、実際には2つの銀河は相互作用していない（画像右側）。^{[6] [16]}

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• Zoogemsのウェブサイト