ハッブルが捉えた、天の川銀河最初期の大衝突の証拠

NASAのハッブル宇宙望遠鏡が、若い天の川銀河が約118億年前に矮小銀河をのみ込んだことを示す証拠を明らかにした。研究チームがその前身銀河に付けた名前は、Low-energy-Kraken-Heracles（LKH）。この発見は、天の川銀河がどのように組み上がったのかを示す記録を、従来より約18億年早い時代まで広げるものだ。

ただし、ハッブルが古代の衝突そのものを直接撮影したわけではない。研究者が手がかりにしたのは、天の川銀河の周囲に残る球状星団だった。球状星団は、ほぼ同じ時期に生まれた星が密集する天体で、親銀河が崩壊・合体した後も、誕生した環境の情報を“銀河の化石”として保っている。

球状星団に残された3つの系列

ダビデ・マッサリ氏率いる研究チームは、天の川銀河の内側2万光年以内にある39個の球状星団について、ハッブルの分解能を生かした観測データから、星団の年齢と金属量を詳しく調べた。

その結果、球状星団には明確に異なる3つの年齢・金属量系列が現れた。1つは天の川銀河の原初的な星団群、もう1つは約100億年前の合体で知られるガイア・エンセラダス（ガイア・ソーセージ・エンセラダス）に関連する星団群だ。そして、その間には、少なくとも1回のより古い合体に由来すると考えられる第三の系列があった。

この中間的な集団こそが、天の川銀河の最初期に別の大規模な合体が起きたことを示す中心的な証拠となった。

合体はいつ起きたのか

LKHとの合体は、約118億年前に起きたと推定されている。提供された研究報告によれば、ビッグバンからおよそ15億年後の出来事だ。

NASAの公開要約では時期を「約120億年前」と丸めて表現し、この発見によって天の川銀河の歴史を約18億年さかのぼれたとしている。 つまり、118億年前という詳細な推定値と、NASAの約120億年前という表現は、示された精度の範囲では矛盾しない。

LKHとの合体は、よりよく知られているガイア・ソーセージ・エンセラダスとの合体より前に起きた。両者の間には、およそ18億年の差があると報告されている。

LKHとはどのような銀河だったのか

LKHは、星や球状星団が天の川銀河の内側へ取り込まれた矮小銀河だ。その恒星質量は、太陽約5億個分と推定され、ガイア・ソーセージ・エンセラダスと同程度だった。

「Low-energy-Kraken-Heracles」という複合名は、これまで別々に議論されてきた3つの構造や呼び名、すなわちLow-energy（低エネルギー）、Kraken（クラーケン）、**Heracles（ヘラクレス）**を組み合わせたものだ。

過去の研究では、低エネルギーの球状星団が仮説上のクラーケンに関係すると考えられたり、ヘラクレスに似た構造が別途特定されたりしていた。今回の解釈は、これらを完全に別々の出来事とみなすのではなく、同じ古代の降着・合体イベントを示す証拠として結び付けるものだ。提供された資料はこの結び付きを支持しているが、過去の議論の細部すべてを説明しているわけではない。

天の川銀河の成長史はどう変わるのか

今回の結果は、天の川銀河の形成を次のような段階として描き直す。

1. 原初の天の川銀河が形成され始める。
2. 約118億年前、LKHが天の川銀河と合体する。
3. その約18億年後、ガイア・ソーセージ・エンセラダスとの合体が起きる。

この見方では、天の川銀河は一度に完成したのではなく、異なる時代に複数の銀河を取り込みながら成長したことになる。LKHの物質の大部分は、現在の天の川銀河の中心に近い内側の領域へ運ばれたとされる。

重要なのは、ハッブルが衝突現場を見たわけではないという点だ。合体が起きたのは数十億年以上前であり、望遠鏡が捉えたのは、そこから生き残った星々の痕跡である。球状星団の年齢、金属量、現在の分布を組み合わせることで、研究者は遠い過去の合体を復元した。

さらに古い合体は見つかるのか

現時点で最も強く支持されている結論は、球状星団の観測が、初期の天の川銀河とLKHの合体を明らかにしたということだ。一方、今後いくつの古代合体が見つかるのかまでは、まだ分かっていない。

NASAの「Hubble Missing Globular Clusters Survey（ハッブル未観測球状星団サーベイ）」は、天の川銀河にある確認済みの球状星団34個のうち、まだハッブルが観測していない星団を対象にしている。この計画は、球状星団全体の年齢と距離をより完全に調べるとともに、銀河バルジやハローにある未調査の星団の性質を探ることを目的としている。

観測が進めば、天の川銀河がどのような銀河を、いつ、どの領域に取り込んできたのかがさらに詳しく分かる可能性がある。ただし、追加の合体の数や規模を現時点で断定することはできない。

今回の発見が示す意義は明確だ。ハッブルによる球状星団の“銀河考古学”が、天の川銀河の知られていた合体史を最初期の大きな章まで広げたのである。約118億年前、太陽約5億個分の星を持つ矮小銀河LKHが、若い天の川銀河の一部になった。