天の川銀河とアンドロメダの衝突・合体とは？ハッブル観測で確定した40億年後
ハッブル観測で確定した天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突・合体を解説。約40億年後の接近速度と銀河への影響をわかりやすく紹介。
天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突は、約40億年後の未来に起こります。
アンドロメダ銀河は、ブルーシフトによって示されるように、毎秒約110キロメートルの速さで天の川銀河に接近している。2012年までは、アンドロメダ銀河の適正運動が小さすぎて測定できなかったため、この衝突が確実に起こるかどうかはわかっていませんでした。
2012年、研究者たちは「衝突は確実に起こる」と結論づけた。ハッブル宇宙望遠鏡を使って、2002年から2010年にかけてアンドロメダの星の動きを非常に正確に追跡したのだ。アンドロメダの天の川に対する接線方向（横方向）の速度は、接近速度よりもはるかに小さかったのです。そのため、約40億年後に天の川銀河と衝突することが予想されている。
このような衝突は比較的よくあることです。例えば、アンドロメダは、過去に少なくとも1つの他の銀河と衝突しています。サグデグのようないくつかの矮小銀河は、すでに天の川銀河と衝突し、天の川銀河に併合されています。アンテナ銀河は、ほぼ同じ大きさの2つの渦巻き銀河が衝突した例です。
衝突までの経緯と時間軸
現在の理解では、アンドロメダは天の川に向かってほぼ直線的に接近しており、初回の最接近は約40億年後に起こると見積もられています。その後、両銀河は引力とダイナミカルフリクション（暗黒物質や星のハローとの相互作用による運動エネルギーの散逸）によって互いにエネルギーを失い、最終的に完全に合体して一つの大きな銀河になります。
- 初回の近接通過（「衝突」と呼ばれることが多い）は約40億年後。
- その後数十億年かけて軌道が安定せず、最終的に一つの銀河に合体するまでに合計でおよそ50〜60億年かかるとするシミュレーションが一般的です。
衝突で起きる主な現象
衝突は銀河全体の構造やガスの分布に大きな変化をもたらしますが、個々の恒星同士が直接衝突する確率は非常に低いです。主な影響は次のとおりです。
- ガスの衝突と星形成の増加：銀河中心や衝突境界でガスが圧縮され、短期間の激しい星形成（スターバースト）が起きる可能性があります。
- 形状の変化：最終的には渦巻き構造は崩れ、楕円銀河に近い形状に落ち着くと予想されています（俗に「ミルコメダ（Milkomeda）」などと呼ばれます）。
- 超大質量ブラックホールの合体：それぞれの銀河中心にある超大質量ブラックホールが近づき、二重ブラックホールを経て合体する可能性があります。これにより低周波の重力波が放出されます（観測は非常に先の話）。
- 恒星と惑星系への影響：恒星同士の直接衝突は稀ですが、重力的なかく乱で恒星の軌道が変わり、惑星系（太陽系含む）の軌道が乱される可能性はあります。地球や太陽が直接破壊される確率は非常に低い一方で、軌道の変化や系外へ放り出される可能性は否定できません。
観測とシミュレーションの裏付け
アンドロメダの接近は古くからブルーシフトとして知られていましたが、衝突の確実性を高めたのは2012年のハッブル宇宙望遠鏡による適正運動の測定です。2002年から2010年までに得られたデータから、アンドロメダの接線速度は小さく、ほぼ正面衝突に近い軌道であることが示されました。
その後、数値シミュレーションを用いてさまざまな初期条件を試すことで、どのような経過をたどるかが詳しく調べられています。これらのシミュレーションは、ガス・星・ダークマターを含むモデルに基づき、衝突後の形や星形成、ブラックホールの運命などを予測します。
よくある誤解
- 「銀河同士で恒星がぶつかる」：銀河は希薄な宇宙の中の「点」が非常に多数存在する構造であるため、恒星同士の直接衝突はほとんど起こりません。
- 「地球は必ず消滅する」：衝突で惑星系の軌道が乱れる可能性はありますが、必ず破壊されるわけではありません。むしろ多くの惑星系は比較的無傷で残ることが期待されます。
過去の合体の証拠
天の川やアンドロメダの周辺には、過去に起きた合体の痕跡が多数残っています。たとえば、サグデグ（SagDEG）などの矮小銀河が既に天の川に取り込まれており、星のストリームやハローの構造として観測されています。これらは銀河が成長してきた過程の「化石」的証拠です。
まとめ
現在の観測とシミュレーションは、天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突・合体を高い確度で示しています。衝突は約40億年後に始まり、その後数十億年をかけて最終的に一つの銀河になると考えられています。多くの劇的な変化（形の変化、星形成の活発化、ブラックホールの合体など）が予測されますが、個々の恒星や惑星が直ちに消滅するわけではなく、多くの天体は長い時間をかけて新しい環境に適応していきます。
メディアの再生 天の川とアンドロメダの衝突のシミュレーション
ハッブル宇宙望遠鏡のデータによると、天の川銀河とアンドロメダ銀河は、この図のように37億5000万年後には潮汐の影響でお互いに歪むと予測されている。
質問と回答
Q:天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突はいつ起こるのでしょうか?
A: 衝突は約40億年後の未来に起こると言われています。
Q:アンドロメダはどのくらいの速度で天の川に接近しているのですか?
A: アンドロメダは、ブルーシフトによって示されるように、毎秒110kmの速さで天の川に接近しています。
Q: 2012年以前から、天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突が起こるかどうかわかっていたのですか?
A: 2012年までは、天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突が起こるかどうかは、天の川銀河の固有運動が小さすぎて測定できなかったため、わかっていませんでした。
Q: なぜ、天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突が確実と判断されたのでしょうか?
A: 2012年に衝突が起きると結論づけました。ハッブル宇宙望遠鏡を使って、2002年から2010年にかけてアンドロメダ座の星の動きを精密に追跡した結果です。
Q: 過去にアンドロメダは他の銀河と衝突したことがあるのですか?
A: はい、アンドロメダは過去に少なくとも1つの銀河と衝突したことがあります。
Q: アンドロメダが天の川銀河に衝突するとどうなるのでしょうか?
A: 約40億年後にアンドロメダは天の川銀河と衝突すると予想されています。
Q: 銀河同士の衝突はよくあることなのですか?
A: 比較的よくあります。
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