天の川銀河の球状星団に由来する87の恒星ストリームを新たなアルゴリズムで特定

編集者: Tetiana Martynovska 17

天文学者たちは、天の川銀河の構造をマッピングする上で画期的な進展を遂げました。銀河の球状星団(GCs)と関連付けられた87の明確な恒星ストリームが新たに特定されたのです。これらの細長く伸びた構造は、より小さな矮小銀河、あるいは球状星団そのものが、天の川銀河の強力な潮汐力によって引き伸ばされた残骸です。この研究は、2025年10月16日にarXivプレプリントサーバーで公開され、欧州宇宙機関(ESA)のガイア衛星から得られたデータを利用し、目に見えない銀河のダークマターの分布を追跡する手がかりを提供しています。

このブレイクスルーを主導したのは、ミシガン大学のチェン・インティエン(Yingtian Chen)氏率いる研究チームです。彼らは「StarStream」と名付けられた高度な自動検出アルゴリズムを展開しました。このアルゴリズムは、従来の視覚的アプローチに比べて優れた検出能力を持つ物理ベースのモデリングを採用しており、これまで見逃されてきた構造を明るみに出すことを可能にしました。

新たにカタログ化されたストリームは、信頼性の高いグループ(34の特徴)と補足的なグループ(53の特徴)に分類されました。このうち、高品質なサンプル(34の特徴)だけでも、以前から知られていた球状星団ストリームの数を実質的に倍増させることになります。これは、天の川銀河の既知の近隣領域が、これまで考えられていた以上に広大で複雑であることを示しています。

本研究は、これらの構造を駆動する進化プロセスに関する定量的な洞察を提供しました。研究者たちは、起源となった球状星団が経験した軌道平均質量損失率を定量化することに成功しました。これらの古代の恒星集団の大部分は、100万年あたり1.0から100太陽質量という範囲で質量を失っていることが判明しました。興味深いことに、チームは、この質量放出率と球状星団が持つ他の固有の特性との間に強い相関関係を見出すことができませんでした。これは、ストリームの形成と進化に、より複雑な一連の支配要因が存在することを示唆しています。

さらに、新しく発見されたストリームの形態に関して、説得力のある発見がありました。これらの特徴の多くは、予想されていた親星団の軌道経路と比較して、驚くほど幅が広かったり、比較的短かったり、あるいは大きくずれていたりしました。特筆すべき例として、NGC 4147に関連するストリームは、予想される長く引き延ばされた形状とはかけ離れた、ほぼ円形の輪郭を示しました。このような力学的に「ホット」または不規則なストリームの確認は、単純なパターン認識を超えた、より深い物理モデリングを組み込んだStarStreamのアプローチの妥当性を裏付けています。

この包括的なマッピング作業は、銀河の構成要素のカタログを充実させ、球状星団の形成経路に新たな光を当て、天の川銀河全体の進化に関する新しい視点を提供します。この膨大な量の新しいデータは、銀河の外縁部が、これまでのモデルで想定されていたよりもはるかに力学的に活動的で複雑であることを示唆しており、銀河の降着やダークマターの分布に関する将来の天体物理学的調査にとって、豊かな研究の土壌を提供しています。

ソース元

  • Phys.org

  • Astronomers identify dozens of stellar streams with Gaia

  • StarStream on Gaia: Stream discovery and mass loss rate of globular clusters

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