銀河団中の銀河が星の材料を失うメカニズム

おとめ座銀河団の観測から、銀河が超高温プラズマ内を高速で移動することで星の材料となるガスが引き剥がされ、星形成活動が抑制されることが判明した。

【2021年11月11日アルマ望遠鏡】

銀河がどのように星形成の活発度を変化させたり、最終的に星形成を止めてしまったりするのかは、銀河周辺の環境に大きく影響を受けている。とくに、銀河が多数集まっている銀河団は宇宙の中でも最も過酷な環境であり、銀河の進化を研究するうえで興味深い場所だ。

カナダ国立研究評議会のToby Brownさんたちの国際研究チームは、研究プログラム「Virgo Environment Traced in Carbon Monoxide Survey（VERTICO、一酸化炭素サーベイによるおとめ座銀河団環境調査）」の一環で、おとめ座銀河団に属する51個の銀河のガスをアルマ望遠鏡で観測し、銀河団内の星の材料調査を行った。

約6500万光年の距離にあるおとめ座銀河団は約2000個の銀河で構成されている。銀河団としては近距離に位置すること、多数の銀河が含まれることから、数ある銀河団の中でも研究しやすい対象だ。さらに、星を作り続けている銀河の数が比較的多いという特徴もある。銀河団に含まれる銀河は一般的にガスが少なく、星形成活動をほとんど行っていないので、おとめ座銀河団はやや変わり者である。

「バタフライ（ちょう）銀河」と呼ばれる、おとめ座銀河団の銀河NGC 4567、4568。銀河団中に満ちるガスの影響を受け、星形成を停止しようとしていると考えられている。赤・オレンジの擬似カラーはアルマ望遠鏡が電波でとらえた分子ガスの広がり、白・青はハッブル宇宙望遠鏡で撮影された星（提供：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S.Dagnello (NRAO)、以下同）

「VERTICOが従来以上に明らかにしたのは、どの物理的プロセスが分子ガスに影響を与え、それがどのように銀河の『生死』を左右するかということです」（Brownさん）。

観測研究の結果、銀河全体が星を形成するのを止めてしまうほど、周囲の環境が過酷であることが明らかになった。「おとめ座銀河団内は、近傍宇宙の中で最も極端な領域です。100万度のプラズマや極端に高速の銀河の存在に加えて、銀河とその周囲の激しい相互作用が起こっているだけでなく、『引退した銀河のたまり場』あるいは『銀河の墓場』とも呼べるような場所も混在しています」（Brownさん）。

おとめ座銀河団の渦巻銀河M99（NGC 4254）

VERTICOの成果は、こうした極端な環境が銀河のガスを引きはがすことで、星の形成がどのように阻害されるのかを明確に示すものだ。「銀河が銀河団内の高温プラズマの中を高速で移動すると、巨大なほうきでガスが掃き出されるように、膨大な量の冷たい分子ガスが銀河から剥ぎ取られていきます。VEERTICOの高解像度観測によってそのメカニズムがよりよく見えたことで、理解が可能となりました」（Brownさん）。