ハッブル宇宙望遠鏡が捉えた非対称銀河NGC 4654：その片側だけ歪んだ構造の謎

非対称性を生み出した2つの宇宙プロセス

1. ラム圧力ストリッピング（動圧 stripping） — NGC 4654がおとめ座銀河団内の高温で希薄なガス（銀河団内媒体）の中を高速で移動する際、押しのけられたガスが銀河からはぎ取られ、片側に長いガスの尾を形成します。これは、銀河団という高密度環境にある多くの銀河で見られる現象です。

2. 重力潮汐相互作用（gravitational tidal interaction） — NGC 4654は、過去に巨大な隣接銀河NGC 4639と急接近（フライバイ）しました。この重力相互作用により、銀河の恒星とガスの分布が歪められ、非対称な物質分布が生じました。

重要なのは、どちらか一方のプロセスだけでは観測される非対称性を完全に説明できないという点です。数値シミュレーションの結果、ラム圧力ストリッピングと潮汐相互作用の両方を組み合わせたモデルだけが、実際の観測データを再現できることが示されています。

ハッブル観測プログラムと活用データ

• 今回の画像を構成するデータは、近傍銀河における星形成と恒星フィードバックのサイクルを調査するハッブルの観測プログラムの一環として収集されました。このプログラムではハッブルの紫外線・可視光観測能力を活用し、若い星の集団や電離ガスを追跡しています。
• NGC 4654の多波長研究では、VLA（カール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群）による電波連続波および水素原子21cm線の観測、ALMA（アルマ望遠鏡）やハーシェル宇宙天文台による遠赤外線・サブミリ波データが活用され、分子ガス、原子状水素、および光学円盤の外縁付近で圧縮されたガス領域の詳細がマッピングされています。
• 2021年に天文学誌『Astronomy & Astrophysics』に掲載された研究では、NGC 4654を「ほぼエッジオン方向のラム圧力ストリッピング」と「フライバイ重力相互作用」の両方を受ける銀河として分析し、これらの多波長データを用いてガスの圧縮が星形成をどのように誘発するかを調べています。
• さらに、ハッブル宇宙望遠鏡のWFPC2（広域惑星カメラ2）やACS（掃天観測用高性能カメラ）による過去のアーカイブデータも、この銀河の星団や二重星核の研究に利用されています。

これらのデータを総合することで、研究者たちは銀河の非対称なガス分布や力学と、星形成の位置や速度を直接結びつけることができます。具体的には、ラム圧力と重力相互作用によるガス圧縮がどこで新しい星の誕生を引き起こし、ガスストリッピングがどこで星形成を抑制しているのかが明らかになりつつあります。