アンドロメダ銀河の星形成が40億年で急減――隣接する小銀河M32の重力が引き起こした可能性

2026年7月27日付で『The Astrophysical Journal』に掲載された研究は、ハッブル宇宙望遠鏡のデータを用いて、私たちの銀河系に最も近い大銀河であるアンドロメダ銀河（M31）の星形成史を過去類を見ない詳細さで描き出しました。その結果、星形成率が長期的に減少しているだけでなく、過去40億年の間に特に急激な落ち込みがあったことが判明しました。研究チームは、その「犯人」として、アンドロメダのすぐそばを周回する小型の伴銀河「M32」に白羽の矢を立てています。M32の重力がアンドロメダのガスをかき乱し、新たな星の材料を拡散させてしまった可能性があるのです。

ハッブルデータが暴いた星形成の急減

研究チームは、ハッブル宇宙望遠鏡による2つの大規模観測プロジェクト――「パンクロマティック・ハッブル・アンドロメダ・トレジャリー（PHAT）」と「パンクロマティック・ハッブル・アンドロメダ・サザン・トレジャリー（PHAST）」――のデータを統合しました。これにより、アンドロメダ銀河全体の約3分2に及ぶ領域を、一辺300光年四方の「マス目」約6,500個に分割し、それぞれの領域でいつどれだけの星が生まれたかを精密に計算することに成功しました。

明らかになった星形成率のタイムラインは以下の通りです：

• 約5億年前：年間約1太陽質量の星を形成（これは現在の天の川銀河と同程度）。
• 約40億年前：そのペースは約半分（年間約0.5太陽質量）に低下。
• 現在：さらに減少し、年間約0.2太陽質量。つまり、5億年前と比べて約80％もの減少です。

この長期的な減少自体は、約20億年前に起きた大規模なスターバースト（爆発的星形成）の後に、銀河内のガスが自然に枯渇してきたことを反映していると考えられています。しかし問題は、**過去40億年という比較的最近になって生じた「急激な追加の減少」**です。これは単なるガス枯渇だけでは説明できず、何らかの外的要因が働いたことを示しています。

M32が関与する証拠――現時点では「状況証拠」

研究チームがM32の関与を疑う根拠は、主に二つの「状況証拠」に基づいています。

1. 時間的な一致：急激な減少が始まったのが約40億年前というタイミングが、M32がアンドロメダの円盤を横切るような接近通過を起こすのに十分な時間スケールと一致します。もしM32がアンドロメダのガス円盤をかき乱せば、ガスが加熱されて星にまで凝縮できなくなったり、あるいはガスが銀河の外に弾き出されたりする可能性があります。

2. 空間的なパターン：星形成の減少が最も顕著なのは、アンドロメダ銀河の中心から約32,000光年離れた場所にある、巨大なリング状の星形成領域です。この領域こそ、アンドロメダで最も活発に新しい星が生まれている場所であり、外部からの重力擾乱に対して最も脆弱な構造でもあります。

ワシントン大学の大学院生で研究リーダーのトビン・ウェイナー氏は、「タイミングと場所は、M32との接近遭遇を強く示唆している」と述べています。しかし同氏は同時に、「M32が原因であるとはっきり言うことはできません。しかし、M32はそこにあり、最も疑わしい存在です」とも語っています。研究チームは、M32によるガスの剥ぎ取りや衝撃波の発生など、具体的なメカニズムの証拠をまだ捉えていません。

今後の観測で何が明らかになるのか

現時点でM32説は「有力な仮説」であり、確定した事実ではありません。直接的な確認には、より高分解能の新しい観測データが不可欠です。最も有力視されるルートは以下の通りです。

• ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）：ウェッブはハッブルよりもはるかに高い解像度で、アンドロメダの内部円盤にある分子ガスの温度や密度、速度をマッピングできます。これにより、M32によるガス円盤の擾乱の痕跡を直接検出できる可能性があります。実際、JWSTはすでにM32のアンドロメダに対する固有運動（3次元的な軌道）の測定に使われており、過去40億年以内にM32がアンドロメダ円盤を通過したかどうかを検証する鍵となります。

• 高精度固有運動測定：M32の正確な3次元軌道を再構築することは、衝突シナリオの検証に不可欠です。ハッブルや、将来打ち上げ予定のナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡による継続的な観測が決定的な証拠をもたらすでしょう。

• 将来の分光サーベイ：星形成減少が最も激しい領域にある個々の星やガス雲の詳細な分光観測により、潮汐力による乱れの兆候（異常なガス速度や、M32の星の化学組成パターン）が検出される可能性があります。

研究チームは「M32は静かな領域に影響を与えたかもしれないが、この関連性を確認するにはさらなる研究が必要だ」と慎重な姿勢を崩していません。アンドロメダの星形成には、M32とは無関係な「5億年にわたる長期的な減少」という側面もあり、こちらは古代のスターバースト後の自然なガス消費プロセスが主因と考えられています。

今後のJWSTや地上大型望遠鏡による観測が、この宇宙の謎に決着をつける日が待ち遠しい限りです。