私たちが住む天の川銀河の周囲には、数多くの銀河が点在しています。その中でも、地球を中心とした半径12メガパーセク(約3,900万光年)以内に位置し、赤方偏移(z < 0.002)が550km/s未満の領域をローカルボリューム(LV:局所体積)と呼びます。ここは、宇宙の広大なスケールから見ればごく一部に過ぎませんが、天文学的な研究においては極めて重要な「近傍宇宙」のサンプルエリアとなっています。
この領域には1,500以上の銀河が含まれており、その構造は単なるランダムな配置ではなく、より大きな宇宙の階層構造の一部として組み込まれています。
Key Facts
- 構成数:1,500以上の銀河が存在する。
- 範囲:地球から半径12メガパーセク(Mpc)の球形領域。
- 上位構造:局所グループ ⊂ 局所シート ⊂ ローカルボリューム ⊂ 乙女座超銀河団 ⊂ ラニアケア超銀河団。
- 主要な動き:強力な重力を持つ乙女座団に向かって移動する「乙女座中心流(virgocentric flow)」が見られる。
- 代表的な銀河:ケンタウルス座A、M81(ボーデ銀河)、M101(回転花火銀河)、M104(ソムブレロ銀河)など。
宇宙の階層構造とローカルボリュームの位置付け
ローカルボリュームを理解するためには、宇宙の「住所」のような階層構造を把握することが不可欠です。まず、天の川銀河とアンドロメダ銀河などが属する局所グループ(Local Group)があります。このグループは、半径約5メガパーセク、厚さ約0.5メガパーセクという平坦な形状をした局所シート(Local Sheet)というフィラメント構造の一部です。
そして、この局所シートを含むのがローカルボリュームであり、さらにその外側には乙女座超銀河団、そしてさらに巨大なラニアケア超銀河団が広がっています。このように、私たちは入れ子構造のような宇宙のネットワークの中に位置しています。
近傍銀河のダイナミクス
この領域の銀河たちは静止しているわけではありません。特に、巨大な質量を持つ乙女座団の強力な重力に引き寄せられる「乙女座中心流」と呼ばれる特有の運動を示しています。また、最近のハッブル宇宙望遠鏡による観測では、隣接する「局所空洞(Local Void)」から流入してきたと思われる2つの矮小銀河(うお座AおよびB)が確認されており、近傍宇宙が今も動的に変化していることが分かっています。
天文学的観測と研究プロジェクト
ローカルボリュームは、詳細な観測が可能な距離にあるため、銀河の進化を研究するための絶好のフィールドです。特に、ハッブル宇宙望遠鏡を用いることで、最大10メガパーセク(環境によっては15メガパーセク)までの距離にある銀河内の星族を個別に識別することが可能です。
また、「ローカルボリューム・レガシー(LVL)」プロジェクトでは、スピッツァー宇宙望遠鏡の赤外線アレイカメラ(IRAC)とマルチバンド撮像光度計(MIPS)を用いて、258個の銀河を詳細に調査しました。この研究では、3.5メガパーセク以内の全銀河と、11メガパーセク以内の渦巻銀河および不規則銀河が対象となりました。
このプロジェクトの主な目的は、以下の要素を定量的に把握することにありました。
- 星形成率の測定
- 古い星族による星質量(ステラーマス)の算出
- 宇宙塵(コスミックダスト)の分布調査
- 星光の干渉に関するデータの収集
ローカルボリュームの概要まとめ
| 項目 | 詳細内容 |
|---|---|
| 包含される銀河数 | 1,500以上 |
| 定義半径 | 12メガパーセク (Mpc) |
| 最大長軸 | 78.3 Mly (24 Mpc) |
| 所属する超銀河団 | 乙女座超銀河団 / ラニアケア超銀河団 |
| 観測基準(エポック) | J2000 |
Frequently Asked Questions
ローカルボリュームとは具体的にどのような場所ですか?
地球を中心とした半径12メガパーセク(約3,900万光年)の球形領域を指します。ここには1,500以上の銀河が含まれており、私たちの天の川銀河を含む「局所グループ」を内包する近傍宇宙の領域です。
この領域にある代表的な銀河にはどのようなものがありますか?
ケンタウルス座Aや、M81(ボーデ銀河)、M82(タバコ銀河)、M101(回転花火銀河)、M104(ソムブレロ銀河)、そしてM51やM74などの著名な銀河がこの領域に含まれています。
「乙女座中心流」とは何ですか?
ローカルボリューム内の銀河が、非常に大きな質量を持つ乙女座団の強力な重力に引かれ、そちらの方向へ移動する現象のことです。
スピッツァー宇宙望遠鏡では何を研究したのですか?
「ローカルボリューム・レガシー(LVL)」プロジェクトを通じて、赤外線観測を行い、銀河の星形成率、古い星の質量、宇宙塵の量、および星光の干渉について詳細なデータを収集しました。
局所シート(Local Sheet)とは何ですか?
ローカルボリュームの中に存在する、半径約5メガパーセク、厚さ約0.5メガパーセクの平坦な形状をした銀河の集まり(フィラメント)です。天の川銀河を含む局所グループもこの一部です。