アンドロメダの周りに並ぶ銀河：偶然か、それとも隠された構造か？

アンドロメダ銀河の同一平面上にある組織は現在のモデルに疑問を投げかける

15歳の子供をモデルにしたことで、この問題についての議論が再び始まった。同一平面上にある銀河(同じ平面上にあります)。

アンドロメダの衛星銀河 (M31) の同一平面上にある組織は、宇宙論の標準モデルである ΛCDM (ラムダ-コールドダークマター) モデルの予測と一致しない、規則正しく平らな構造を示しているため、現在の銀河および宇宙論的形成モデルに疑問を投げかけています。

銀河は、準球状に分布する暗黒物質のハローの内部に形成されます。衛星銀河はこれらのハロー内でランダムに形成されると予想され、したがって中心銀河の周囲に等方的に分布するはずです。それらの空間分布と運動学 (速度、角運動量) は、サブハローの確率的付加の歴史の結果として無秩序になるはずです。

アンドロメダ大銀河と私たちの銀河 (天の川銀河) は、世界の 2 つの最大の銀河です。ローカルグループそれ自体が衛星銀河を持っています。 2つの巨大な渦巻きは、M31、M33、マッフェイI、マッフェイII、大マゼラン雲と小マゼラン雲を含む少なくとも20個の銀河からなるさらに大きなグループに属しており、全体はローカルグループと呼ばれています。 これらの銀河はすべて、私たちの銀河系とアンドロメダ銀河の間にある共通の中心の周りを移動しているようです。

アンドロメダの周りの銀河の回転をモデル化することによって、ニール・イバタ2013 年にストラスブールに住む 15 歳の高校生は、宇宙に銀河がランダムに分布していることに疑問を抱いています。 アンドロメダ銀河の周りを約 20 個の矮小銀河が周回しています。最も重いのはさんかく渦巻銀河ですが、M110 と M32 はアンドロメダ銀河の概観画像でよく見られます。

2006 年に発表された研究では、一連の衛星銀河が同一平面上にある、つまりアンドロメダ銀河の中心を通る同一平面上に位置していることが示されています。ただし、アンドロメダ II、NGC 185、M110 は大きく逸脱します。この同一平面上にある銀河の分布は依然として謎のままです。

科学者たちは、ランダムに配置された銀河がアンドロメダ銀河の周囲に平面構造を形成する可能性がどの程度あるのか疑問に思いました。 ニール・イバタが天体物理学者の父親の要請を受けて、アンドロメダ銀河の矮小銀河の動きのモデルを開発したのは 2012 年のことでした。 「私はコンピューター言語 Python を学ぶためにインターンシップを行ったばかりでした。父は、私が学んだことを実践して、アンドロメダ銀河のチームとともに数年間にわたって収集したデータを視覚化することを提案しました。」

彼の父親ロドリゴ・イバタ(1967-) ストラスブール天文台の英国の天体物理学者と彼のチームは結果を分析しました。 2013年1月3日にイギリスの雑誌『ネイチャー』に掲載されたこの科学的発見は、暗黒物質と銀河の形成に関する既存の理論に挑戦するものであるため、重要である。 この若い男性のモデリングは、観察された矮小銀河の空間的配置が偶然の一致である可能性が非常に低いことを示しています。

モンテカルロ法

銀河の階層的分類

巨大渦巻銀河は、階層分類として知られるプロセスを通じて小さな星系から組み立てられます。 これらの巨人の周りを周回しているのは、おそらく銀河の祖先の残骸である矮小銀河です。 天の川銀河の矮小銀河に関する最近の研究により、一部の天文学者は、その軌道がランダムに分布しているわけではないと考えるようになりました。 銀河の形成に関する現在の理論に疑問を投げかけるこの疑惑は、アンドロメダ銀河の周りを一貫した全体として周回する矮小銀河の計画の発見によって現在強化されている。 この構造は非常に薄いですが、アンドロメダ系の矮小銀河の約半分が含まれています。

ロドリゴ・イバタと彼のチームは、飛行機に搭載された 15 個の衛星のうち 13 個が同じ回転方向を共有していると報告しています。

このパラドックスを解決するために提案された仮説

• クラスターの降着: 同一平面上にある衛星は、重力で束縛されたグループとして一緒に降着したと考えられます。これは軌道のコヒーレンスを説明できるかもしれない。
• 問題: これらの構造は、最近堆積したものでない限り、すぐに分散するはずです。

• 宇宙論的フィラメントの残骸: 衛星は、宇宙ネットワークのフィラメントに沿った物質の流れによって誘導された可能性があります。これにより、分布にある程度の異方性が生じる可能性がありますが、必ずしもそのような薄いディスクや動的にコヒーレントなディスクが生成されるわけではありません。

• バリオニック効果またはガスフィードバック: 一部のモデルは、大規模な ΛCDM シミュレーションでは無視されるバリオニック効果 (銀河風や流体力学的相互作用など) を呼び出します。これらの効果により、衛星がより構造化された方法で組織化される可能性がありますが、このメカニズムを裏付ける直接的な証拠はまだありません。

• 代替仮説: 重力の修正または ΛCDM モデルの欠陥。一部の著者は、これらの観察はΛCDMを超えた物理学を示している可能性があると主張しています。 MOND (修正ニュートン力学) やその他の形式の修正重力のような理論は、より一貫した軌道組織を説明できる可能性があります。