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銀河の衝突

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階層的構造形成と銀河の衝突

私たちの宇宙では、銀河ダークマターの塊の中で形成・進化します。ダークマターの塊は、階層的構造形成に基づき、集積・合体を通して小さなものから大きなものへと成長していきます。この際、別々のダークマターの塊の中に含まれていた銀河銀河は、より大きな1つのダークマターの塊に取り込まれることで、互いに衝突することがあります。まるで銀河銀河の交通事故のような現場が、これまでにたくさん観測されています。

銀河銀河の衝突の頻度

銀河の衝突現場がたくさん観測されていることは、私たちの宇宙では、銀河同士の衝突が頻繁に起こっていることを意味しています。これは、銀河の大きさに比べて、銀河銀河の間の距離がそれほど大きくないからです。私たちの銀河系と、隣にあるアンドロメダ大銀河を例にとって考えてみましょう。銀河系とアンドロメダ大銀河の大きさは約20万光年、距離は230万光年です。銀河を約10cmとすると、お互いの距離はたったの1m程度しかないのです。

衝突の影響

衝突によって銀河にどのような影響が及ぼされるかは、衝突する銀河の質量の比や、衝突する速度や角度によって決まり、より大きな1つの銀河になったり、一方のガスがはぎ取られるだけで終わったりします。また、衝突の際には、銀河の中のガスが急激に圧縮されることによって、「爆発的星形成(スターバースト)」が起こることがあります。爆発的星形成では、数万年~数百万年の短い時間で、太陽質量の数十万~数億倍にも相当する多数の星が形成されます。その結果、衝突中の銀河は、たくさんの大質量星が輝く明るく青い銀河として観測されます。
私たちの銀河系とアンドロメダ大銀河も、およそ30億年後には衝突すると考えられています。そして、衝突から10億年後には合体し、1つの巨大な楕円銀河になると考えられています。

ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した数々の衝突銀河。(c)NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した数々の衝突銀河。(c)NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)