樹木はしっかりグラウンディングして一人で立ち、竹は竹林として共生してゆくイメージです。もしかして竹林と銀河はフラクタル？？？
https://lifeskills.amebaownd.com/posts/9274444/ 【竹林の社には風と水の神が似合う】
https://subarutelescope.org/jp/subaru_discovery/4/ 【銀河の世界】 より
星の大集団である銀河には、いろいろな形のものがあり、大きさもさまざまです。中心に巨大ブラックホールを持つ大型銀河も存在します。その多様性がいかにしてつくられてきたのか、これは多くの研究者が取り組んでいる問題です。銀河は互いに衝突・合体を経てつくられたとみられ、その研究が銀河形成を理解する鍵と考えられています。さらに宇宙では無数の銀河が大規模な構造を成して存在しています。銀河が群れている銀河団や銀河群と呼ばれる領域がある一方で、孤立した銀河がぽつぽつと点在するだけのフィールド領域と呼ばれる場所もあります。すばる望遠鏡は広い視野と高い集光力を活かし、様々な時代や環境における銀河の世界を俯瞰します。
https://www.neomag.jp/mailmagazines/topics/letter201712.html 【おもしろい宇宙の科学（４）＜銀河－その１＞】より
本シリーズのスタートとして、前3回は“宇宙の誕生と歴史”、“宇宙の形”、“宇宙の力”などの「宇宙の姿＝宇宙論」についてお話をしてきました。したがって、少々難解な章が続いてきましたが、今月からは宇宙の範囲を少し狭めて「私たちに見える宇宙＝銀河」について勉強してみましょう。
私たちが暮らしている地球は、太陽のまわりを回っています。太陽は、地球を含む8個の惑星と、月を含む多くの衛星、そして、無数の小さな天体を引き連れ、太陽系ファミリーをつくっています。そして、太陽のような星が、約1000億個集まって、私たちが住む銀河系（天の川銀河）ができているのです。
宇宙空間はとても広いので、星たちは銀河の船に乗り合わせるように、銀河の一員となって宇宙空間に浮かんでいます。星の光でできた銀河は、まるで漆黒の宇宙に浮かぶキャンドルのように見えています。
宇宙には、約1000億の銀河があるといわれています。1000億の銀河たちは、つながりあい、無数の空洞を囲むように宇宙空間に広がっているようです。
[銀河-1] 私たちのすみか・銀河系（天の川銀河）
銀河系とは、私たちが住んでいる銀河のことです。
星は、ばらばらに宇宙空間に浮かんでいるわけではありません。多くの恒星、惑星、星雲などが集まり、集団で浮かんでいるのです。この天体の集団は、銀河と呼ばれています。宇宙には銀河が無数に存在しているので、私たちの住む銀河はほかの銀河と区別するために、「銀河系」または「天の川銀河」と呼ばれています。
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私たちは銀河系に住み、その姿を内側から眺めています。見上げる夜空の星たちは、銀河系をつくっている仲間です。星座をつくる星は、近くの星たち。光の帯のように見える天の川は、遠くの星たちです。銀河系は、2000億の星が寄り添って、星の集団をつくっているのです。
天の川の幅が広くなっているのが、銀河系の中心です。いて座の方向にあり、夏の夜空に見ることができます。天の川は、さそり座を通り、いて座で一番広がり、七夕で有名な織姫星（織女星）と彦星（牽牛星）の間を抜け、細くなっていきます。
私たちは、銀河系を外から眺めることはできません。でも、もし眺めることができたとしたら漆黒の宇宙に浮かぶ雄大で荘厳な銀河系の姿に、きっと息を飲むことでしょう。
[銀河-2] ブラックホールを持つ銀河系
大気の澄んだ場所で、夜空を見上げると天の川が見えます。天球をうっすらと走る白い星の道は、古代ギリシャでは「ミルクの道」と呼ばれました。今では、この天の川が2000億以上の星の集まりからなることがわかっています。この天の川は、銀河を内側から見た姿なのです。この銀河系（天の川銀河）は直径10万光年、数本の腕をもつ渦巻状の銀河だと考えられています。
中心部にはバルジと呼ばれる部分かあり、その形は棒状の楕円体と考えられるため、銀河系は棒渦巻銀河であるようです。バルジは長径が1万5000光年あり、たくさんの星が集中して集まっています。中心に向かうほど星の密度は高くなり、その芯には巨大なブラックホールがあると考えられています。
バルジの周りには扁平な銀河円盤が、中心から5万光年くらいまで広がっています。この円盤部分に、腕と呼ばれる星の集まった構造があり、さらに中心から数百～3000光年のところには、電離していない中性の水素からなる円盤があります。
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銀河円盤の外側はハローと呼ばれる球状の構造が覆っています。銀河系質量は太陽質量の2兆倍と見積もられていますが、その質量のほとんどをハローが占めているようです。ハローは3層からなり、内側のハローには球状星団や年老いた星が、中間層には希薄な高温ガスが、最も外側にはダークハローと呼ばれる層があります。このダークハローの直径は約60万光年、現在の技術では観測できない暗黒物質で満たされています。
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では、私たちの太陽系はどのような位置にあるのでしょうか。銀河系の数本の腕の中で、太陽系はオリオン腕と呼ばれる腕の中にいます。銀河中心から2万8000光年、太陽系の黄道面が銀河面から68度傾いた状態で存在します。銀河面（銀河赤道）とは、円盤状の銀河系の中心を通る、ちょうど円盤に水平な面を言います。そのため、太陽系の中にある地球から天の川を見ると傾いて見えるのです。地球から見ると、銀河系の中心はいて座の方向にあります。いて座付近の天の川がひときわ輝いて見えるのは、そのためです。
[銀河-3] 銀河系の仲間たち
この宇宙には、銀河が1000億個以上あるといわれています。私たちの住む銀河系もその中のひとつですが、行動をともにしている銀河たちがいます。銀河系は40個以上の銀河とつながって、群れをつくって宇宙を旅しているのです。
小さな銀河が多い群れですが、地球上から肉眼で見ることができる銀河が3つあります。
まずは南半球に行くと見ることができる大マゼラン銀河と小マゼラン銀河です。この2つは、小さな銀河なのですが、銀河系の近くにあるため、肉眼でも見ることができます。いつも銀河系のそばに寄り添って、行動をともにしているため、「伴銀河」と呼ばれています。
大マゼラン銀河（大マゼラン星雲）は、いびつな形をした不規則銀河で、銀河系から15万光年のところにあります。こうした不規則銀河は、小さな銀河が大きな銀河の重力に影響を受けて、形がゆがめられてできるものが多いと言います。さらに、銀河系から約20万光年離れたところには、小マゼラン銀河（小マゼラン星雲）があります。
大、小のマゼラン銀河は、約5億年前に銀河系に大接近したようです。このときにどちらか一方、あるいは両方の銀河から引きずり出された水素のガスは、マゼラニック・ストリームと呼ばれる、3つの銀河の間に流れる帯状の筋をつくりました。
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銀河系が、数ある銀河の1つにすぎないことの証明となったアンドロメダ銀河までの距離は、今では約230万光年ということがわかっています。形は銀河系とよく似た渦巻銀河で、直径約13万光年です。
この北半球から秋に見える、アンドロメダ座のアンドロメダ銀河です。このアンドロメダ銀河は、群れの中で一番大きく、銀河系の3倍の重さがあります。銀河系は二番目の大きさです。
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実は、このアンドロメダ銀河と、私たちの銀河系の2つの銀河はひかれ合い近づいているのです。遠い将来、2つの銀河はひとつになり、新しい星がたくさん誕生することでしょう。
銀河系から300万光年の範囲には、アンドロメダ銀河を含む約30個の銀河が集まった局部銀河群があります。銀河の数個～50個くらいまでの集まりを銀河群、数百から数千の集まりを銀河団と呼びます。星々が集まって銀河をつくるように、銀河もまた集まって宇宙の構造をつくっているのです。
銀河団はさらに巨大な超銀河団に含まれ、ここには数万個の銀河があり、直径は数億光年に及びます。超銀河団も連なって宇宙の大構造をつくっています。
銀河系は、おとめ座銀河団を中心とした、直径約1億光年の超銀河団（局部超銀河団）の一員です。
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［銀河-4］ハッブルの銀河分類
近くの銀河を見ただけでも、不規則銀河や渦巻銀河など、銀河にはさまざまな形があります。ハッブルは銀河を形で分類しました。それがハッブルの銀河分類です。銀河の形には、楕円銀河、渦巻銀河、不規則銀河の大きく分けて3種類があります。ハッブルの分類図では、左端に楕円銀河(E)を、右端に渦状の腕をもつ渦巻銀河(S)が置かれ、その中間型としてレンズ状銀河(SO)を仮説的に配置しました。
楕円銀河は、球状のEOから強い楕円体のE7まで8つに分類されます。渦巻銀河は中心部のバルジが楕円のSと棒状の棒渦巻銀河(SB)に分れます。さらに巻の強さはa、b、ｃの3段階で弱くなります。不規則銀河については、Irrとされ、当初、配置されていませんでした。
それぞれにおおまかな特徴も見られます。楕円銀河は種族IIと呼ばれる星々からできた銀河で、星間ガスもほとんどありません。一般に、新しい星形成はあまりありません。種族IIの星とは、ヘリウムより重い元素を少ししか含まず、100億年以上前に生まれ、ゆっくりと燃えている古い星です。宇宙が生まれて間もないころに生まれた星々だと考えられています。長い寿命で細々と輝く星々を抱えた楕円銀河には、暗いものも多のです。
渦巻銀河には、若い星、種族Iの星が多く、次々と星々が生まれています。種族Iの星とは、水素やヘリウムよりも重い元素を含む質量の重い星です。種族Iの星は一般に寿命が短い。つまり、比較的新しい時代に生まれた星ということになります。これまで観測された銀河の3分の2は渦巻銀河ですが、宇宙全体では楕円銀河の方がはるかに多いと考えられています。
不規則銀河は、主に種族Iの星からなり、活発な星形成が進んでいるものもあります。不規則銀河は、銀河が宇宙で生まれはじめた頃、星形成の激しい時代に数多く存在したと考えられています。
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以上、今月は「銀河」についてのお話となりました。星々の集団「銀河」は私たちの住む銀河系のほかにも無数存在していることが分かりました。ただし、目に見えるすぐ近くの銀河でも15万光年離れているわけですから、宇宙の広さは気の遠くなるほど広いことが実感できます。
https://www.neomag.jp/mailmagazines/topics/letter201801.html 【おもしろい宇宙の科学（５）＜銀河－その２＞】
新年おめでとうございます。本年も引き続きネオマグ製品のご愛顧およびNeoMag通信のご愛読よろしくお願い申し上げます。
前月までお話をしましたように、私たちの地球は、太陽は、地球を含む8個の惑星と、月を含む多くの衛星、そして、無数の小さな天体を引き連れた太陽系ファミリーです。そして、太陽のような星が、約1000億個集まってできているのが、私たちが住む銀河系（天の川銀河）となります。
さらに銀河そのものも宇宙には1000億以上存在するわけですから、宇宙の広大さは頭の中ではイメージできない気の遠くなるほどのスケールですね。今月も「銀河」について、さらに詳細に調べてみましょう。
［銀河-5］銀河の群れと集団
宇宙に浮かぶ、1000億の銀河。銀河のほとんどは、仲間と行動しています。銀河は群れをつくるのです。銀河の一番小さな群れは、「銀河群」と呼ばれます。銀河群とは、3個以上数十個以下の銀河の集まりを指します。典型的な銀河群は、直径150万光年の範囲に5個程度の銀河が集まっています。私たちの銀河系も、約40個の銀河とともに、「局部銀河群」と呼ばれる群れをつくっています。
銀河はさらに集まって、集団をつくります。この集団は「銀河団」と呼ばれます。銀河団とは、50個以上の銀河が約1000万光年の範囲に集まった銀河集団のことです。
そして銀河団は、1億光年の広がりの中に、「超銀河団」と呼ばれる集団をつくって、宇宙空間をともに行動しているのです。超銀河団とは、銀河群と銀河団が集まった集団で、数個から数十個の銀河団が1億光年以上の範囲に集まっています。私たちの局部銀河群は、おとめ座銀河団とともに「局部超銀河団」（おとめ座超銀河団）に所属しています。
1000億の銀河は、フィラメント状の銀河の帯でつながり、宇宙空間に存在しています。
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[銀河-6] 華やかな活動銀河たち
無数にある銀河は一様な性質や挙動を示しているわけではなく、それぞれが個性を持っています。その中でも特に個性的な銀河たちもいます。それらの銀河は、明るく輝いたり、強い電波を出したりして、とても華やかな姿をしています。その活発な姿から、それらの銀河は「活動銀河」と呼ばれています。
活動銀河で有名なものは、「クェーサー」「電波銀河」「セイファート銀河」です。
クェーサーは、不思議な天体として、長い間注目されてきまし。見た目は星のように見えるのに、銀河の100倍から1000倍もの明るさで輝いているのです。
電波銀河は、渦巻銀河の中心から強い電波を出しているものや、楕円銀河のまわりから強い電波を出しているものがあります。
セイファート銀河は、中心部が異常に明るい渦巻銀河です。活動銀河と普通の銀河との違いは、銀河の中心部にあります。活動銀河は、中心部のブラックホールが活発に活動している状態なのです。ほとんどの銀河の中心には、ブラックホールがあります。その活動が活発になると、活動銀河になるのです。
ほかには、銀河同士の衝突などで星が生まれ、輝きを増す「スターバースト銀河」も、活動銀河に含まれます。
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［銀河-7］クェーサー(quasar）
この天体は、実は他の天体のように美しいわけでもなく、個性的な姿をしているわけでもなく、ただ点に見えるだけの天体です。しかしもし自分の目でこの天体を見ることができたなら異常に興奮すること間違いなしです。というのも、この天体まで実に20億光年という途方もない距離であると見積もられているからです。そして恐らく、この天体がアマチュアの使う望遠鏡でその光を捉えることのできる、最も遠い天体ということになります。
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一見ただの恒星に見えるおよそ13等のこの天体が脚光を浴びたのは1960年代のこと。第2次世界大戦後、強力な電波を放射する天体が続々と発見され、イギリスのケンブリッジ大学では3冊のカタログを発表しました。そのカタログ“3C”の273番目の天体が、この「3C273」なのですが、この天体からやってくる光のスペクトル観測から、この天体まで20億光年以上もの距離があることがわかったのです。そんなに遠くにあるのに13等もの明るさで見えるということは，3C273が銀河の数百倍もの明るさで光っていることを意味しています。こうして、3C273は、見掛けはただの恒星のようですが、恒星とは比べ物にならない莫大なエネルギーを放出している天体ということで、準（Quasi）恒星状（Stellar）天体（Object）、略して「クェーサー（quasar）」の発見第1号となったわけです。
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観測から見積もられるこのような天体の大きさはせいぜい太陽系くらいと小さいのに、そこからやってくるエネルギーは太陽1兆個分にもおよびます。宇宙創生初期に誕生した活動的な銀河中心核の「卵」であるとか、衝突合体をしている銀河中心のブラックホールであるなど、いろいろな説が考えられていますが、「クェーサー」の正体は現代天文学の大きな謎の一つとなっています。
現在では、クェーサーは可視光、X線、紫外線、赤外線、γ線などあらゆる電磁波で観測され、発見された数は1万3000個以上になります。遠いところでは130億年前、近いところでも8億年前の範囲にあり、およそ120億年前の範囲にその数はピークに達しています。
クェーサーは、銀河の中心核であり、古いものは130億年前にみつかります。この一部は宇宙初期にある銀河だろうと考えられています。中心核とは、銀河の中心で明るく輝く部分のことです。
下図は左からX線、可視光、電波でとらえられたクェーサー3C295の姿です。X線でとらえられた広がりは5000万度に達するガス雲があることを示し、その直径は200万光年におよびます。X線画像の中心部の2つの点は、電波画像のジェットと対応します。可視光でも、銀河系の数倍程度の質量をもつ楕円銀河が映し出されています。
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［銀河-8］泡のような宇宙の構造
宇宙全体の構造はどうなっているのでしょうか。今わかっている銀河の地図は、宇宙空間に銀河が均等に散らばっていないことを教えてくれます。
宇宙では銀河が群れをなし、その群れが大きな群れである超銀河をつくります。さらに数億光年の長さをもつ銀河の「グレート・ワォール」（巨大な壁）や、銀河がほとんどない「ボイド」（空洞）があることがわかってきました。
超銀河団とボイドが織りなす造形は、まるでシャボンの集まりのようにも見えます。銀河は泡の表面に集中するように存在していたのです。「泡宇宙」（泡構造）と呼ばれるこの大規模構造は、少なくとも25億光年先までははっきりしてきています。 現在、世界中の研究者が協力して、特殊な望遠鏡で星空の広い範囲を撮影して、そこに写っているひとつひとつの銀河の距離を割り出してゆくという、宇宙の地図づくりが行われています。
その代表的なプロジェクトがスローンーデジタルースカイーサーペイ（SDSS）です。日本を含めた各国の協力で、このプロジェクトは20世紀の終わりにスタートしました。観測はすでに終了しましたが、広い範囲にある多数の銀河が対象のため、データの解析には長い時間がかかるでしょう。完成したら、人類がもつ一番大きな地図となります。
下図左はSDSSによって2003年に発表された宇宙の3次元地図です。20億光年までの6万6976個の銀河分布で、右は銀河団の画像です。これまでの結果は衛星WMAP（2017年10月号参照）がマイクロ波宇宙背景放射をとらえたムラから予測される物質量とよく一致しています。
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［銀河-9］遠ざかる銀河
20 世紀初頭、天文学史上最も重要な論文の1つがハッブルによって提出されました。20世紀初頭、かのアインシュタインも含め、この宇宙は膨張も収縮もない定常宇宙だと信じられていました。この歴史が塗り変わったのは1929年3月。「遠い銀河ほど速い速度で遠ざかる」ハッブルは論文にそのように書きました。この事実は宇宙が膨張していることを示していました（NeoMag通信2017年10月号：宇宙の姿-6を参照）。
焼き上げる前のブドウパンの表面にあるブドウを銀河、生地を宇宙と考えると、その様子を想像できます。オーブンに入れると生地は膨らみ、ブドウとブドウの距離は離れます。宇宙という生地そのものが膨張しているため、銀河同士は遠ざかり、しかも遠くにある銀河ほど、速い速度で離れることになります。
ハッブルは銀河までの距離を測るために、セファイド型変光星を利用しました。銀河の光をプリズムで分解すると、スペクトルの一部に吸収された黒い線（吸収スペクトル）があらわれます。この吸収線の場所が、遠い場所にある銀河のものほど長い方（赤い方）へ移動していたのです。
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この現象は、救急車のサイレンの聞こえ方と同じ原理で説明できます。近づいてくると音は高く、波長は短くなります。遠ざかるとき、音は低く、波長が長くなるレ光も同じ性質をもちます。遠ざかるものほど、光の波長が赤い方へずれることを赤方偏移といいます。ハッブルは20個ほどの銀河を観測し、遠い銀河ほど波長が長くなり、早く遠ざかっていること、つまり宇宙は膨張していることを示しました。
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宇宙が膨張していること、それはさまざまな新しい宇宙の見方をあたえました。膨張する宇宙を過去へとさかのぼればはじまりがあり、宇宙はいわば進化するといった事柄です。宇宙のはじまりについては「宇宙の姿－その1～その3」でお話をしましたが、その際、宇宙を構成する銀河も複雑な経緯を経てはじまりを迎えたのでした。「銀河の誕生」についてはすでに「宇宙の姿」の中で、その概略を勉強してきましたので、詳細については取り上げませんので、再度おさらいをしてみてください。
次回からは目に見える、身近な宇宙のお話へと進んでゆきたいと思っています。どうぞご期待ください。
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