銀河系

形状を中から判断するのは困難であるため詳細はまだ不明だが、最近の研究結果によると渦巻銀河の一種、棒渦巻銀河であるとされ、直径は約10万光年とするのが通説である。

渦巻銀河は中心の膨らみ(銀河バルジ)とそこから伸びる腕のような構造(渦状腕)、それを取り巻く円盤(ディスク)が形状的な特徴である。地球から銀河面を見ると天の川として天球を取り巻くように見える。これは、ちょうどこの方向に、恒星や、ガスや塵などがあつまった星雲が多いためである。

そして、その天の川の最も濃い(密な)部分が銀河系中心方向である。

2002(平成14)年1月24日の国立天文台の発表によると、銀河系の質量は外側に広がる暗黒の銀河ハローを含め、太陽の約2兆倍になるとされた。

アメリカ・ウィスコンシン大学による、NASAスピッツァー宇宙望遠鏡で観測した3000万星の結果の分析によると、銀河系の中心部には長さ2万7000光年の棒状構造があるとされた。

この棒状構造は、太陽と銀河系中心を結ぶ方向から約45度先行しているらしい。

銀河系も他の銀河と同様、太古の昔に小さな銀河が多数衝突合体して作られたと考えられている。そのうちの一つが「ガイア・エンケラドゥス」という矮小銀河である。

ガイア宇宙望遠鏡のデータに基づいた研究で、115億年前から132億年前、初期の銀河系と矮小銀河ガイア・エンケラドゥス(Gaia-Enceladus)が合体したとし、銀河系の質量は約25%増加、星の形成が加速する期間(スターバースト)が約20億〜40億年続いたとしている。宇宙の誕生は約138億年前とされるため、ガイア・エンケラドゥスとの衝突は銀河系の歴史の中でもかなり初期の出来事であるといえる。

カリフォルニア工科大学スピッツァーサイエンスセンターのCarl Grillmairがスローン・デジタル・スカイサーベイ(SDSS)のデータを分析した結果、銀河系を取り巻く3本の巨大なリングが発見された、としている。

最も近いもので地球から1万3千光年、最も遠いもので地球から13万光年の距離にあり、いずれも完全なリング構造をしていると考えられている。

銀河系が周辺の矮小銀河を飲み込んで成長するさい、矮小銀河の残骸が拡散しリング状になったと考えられている。

銀河系の自転は、天の北極方向から見て時計回りである。

円盤部の大半では中心からの距離に関らず回転速度がほぼ一定(角速度は中心からの距離に反比例)である。つまり周縁部でも中心部と殆ど回転速度は変化せず、速度分布は平坦である。この性質は暗黒物質の存在の一つの根拠となっており、銀河の質量の大半は光を出さず観測できないが質量をもった暗黒物質が占めているとする仮説で説明されている。

銀河の中心部には、3つの大渦をもち、太陽の400万倍の質量がある超大質量ブラックホールが発見されている。

この銀河中心をいて座Aといい、中心にあるブラックホールをいて座A^*(Sgr A^*)という。

太陽は銀河中心から約8kpc(約2万6千光年)の距離のディスク中、オリオン腕と呼ばれる渦巻の腕の中にある。

銀河中心を中心に約220km/s(190.1km/cBeat)の速度で、約2.3億年で公転している。

銀河系は、局部銀河群の中ではアンドロメダ銀河に次いで2番目に大きい銀河である。恒星だけでも2,000〜4,000億個あると見積もられているが、アンドロメダ銀河は1兆個の恒星があると見積もられている。

概算で、銀河系は次のような天体を有するとされている。

• 恒星: 2,000〜4,000億個
• 惑星: 1,000億個以上
• 白色矮星: 100億個
• 中性子星: 10億個
• 恒星ブラックホール: 1億個

日本から見られる場所は皆無となったが、夜空に見られる天の川は、銀河系の星々を銀河系中から見たもの、といえる。

星団は、散開星団が銀河面付近を中心に1000個程度、球状星団は約150個程度が発見されている。また星雲(散光星雲、惑星状星雲、超新星残骸)も多数発見されている。

銀河系中心部は、1立方光年(1光年×1光年×1光年の立方体)あたり1000〜10万程度の恒星が密集する。

中心領域にある恒星の80%以上は、およそ135億年前から80億年前までに銀河系で起きたスターバーストで形成された非常に古い星である。この頃は、毎年合計して100太陽質量の恒星が誕生しており、その傍らで10万回以上もの超新星爆発があった、とする説もある。

残る20%のうちの一部は、およそ10億年前から1億年前までにあった小規模なスターバーストで形成されたとみられており、結果、「80億歳以上の多数派」と「10億歳未満の少数派」に分かれている。

二つのスターバーストの間に70億年程度のブランクが存在し、その間はあまり恒星が作られず比較的穏やかだったと考えられている。太陽が生まれたのは約46億年前だが、これはスターバースト間の穏やかな時期に誕生した、ということになる。

これら状況証拠から、銀河中心のブラックホールいて座A^*(Sgr A^*)は、80億年前には既に現在と同程度の質量に成長を遂げていたことが示唆される。

銀河系内にある、代表的な天体

• 太陽 (太陽系の恒星、及び地球ほかの惑星)
• ピストル星 (銀河系内で最大の恒星)
• いて座A^*(Sgr A^*) (銀河中心)

銀河系内の星雲には、電離領域(C)、散光星雲(C)、惑星状星雲(PN)、超新星残骸(SNR)などがある。