円盤銀河の基本構造と衛星銀河の形成

• 研究課題/領域番号: 10640223
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 土佐 誠 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50022728)
• 研究期間 (年度): 1998 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 1998年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 銀河 / 銀河形成 / 銀河進化 / 衛星銀河 / 矮小銀河 / 銀河構造 / シミュレーション

研究概要

冷たい暗黒物質宇宙モデルにおける階層的構造形成の枠組みの中で、衛星銀河・矯小銀河の形成・進化過程を調べた。冷たい暗黒物質の宇宙モデルでは多数の衛星銀河が形成される可能性が指摘されたが、多数の衛星銀河が残されたとしても、それらの総質量は母銀河の質量に比べて極めて小さいので、その後の銀河構造の形成や進化にほとんど影響を与えない。生き残った衛星銀河は、ガスが失われずに星生成が進めば、矮小銀河として観測される。質量の小さい銀河の形成・進化のシミュレーションによると、銀河からのガスの放出は、初期の星生成率およびそのフィードバックによるガスの加熱・加速と宇宙紫外線背景放射によるガスの加熱に依存する。質量が太陽質量の10億倍以下の銀河でガスの質量放出が著しいが、通常の星生成率を仮定した場合、主として宇宙紫外線背景放射による加熱で起こる。これは、暗黒物質が宇宙の膨張を振り切って収縮するときに、ガスは収縮できずに銀河から失われるものである。従って、小質量の銀河におけるガスの残存量は、定量的には、主として宇宙紫外線背景放射の放射強度とスペクトルできまる。また、太陽質量の10億倍より重い銀河の質量放出は母銀河のとの相互作用、あるいは銀河団内にある場合、銀河間ガスとの相互作用による効果が大きい。また、衛星銀河が早い時機に母銀河のガス円盤を横切るとき、大量のガスが失われて星生成が抑制される。そのような場合、星の極端に少ない、ほとんど暗黒物質だけの見えない衛星銀河となる。また、衛星銀河が銀河円盤を通過するときには、局所的に星生成が盛んになることがある。