なぜほとんどの銀河は円盤状に形成されているのでしょうか?
1. 角運動量の保存:銀河形成の初期段階では、銀河を形成する崩壊するガスと塵の雲は角運動量を持っています。この角運動量は、雲が収縮するにつれて保存され、物質が回転します。この回転によって発生する遠心力により、平らな円盤が形成されます。
2. 重力崩壊:ガスと塵の雲が自身の重力で崩壊し続けると、物質は中心に向かって圧縮されます。しかし、回転する雲によって発生する遠心力が完全な崩壊に抵抗し、その結果、球形ではなく円盤状の構造が形成されます。
3. 自己重力円盤:角運動量保存と重力崩壊によって形成された円盤は自己重力になります。これは、円盤内の個々の粒子が円盤の中心に向かう正味の内向きの重力を受けることを意味します。星、ガス、塵の間の重力により、星、ガス、塵は共通の中心の周りを周回し、円盤の形状を強化します。
4. 星の形成:円盤内のガスと塵が冷えて凝縮すると、星が形成されます。これらの星は独自の角運動量を持って生まれ、それが円盤の回転と安定性にさらに寄与します。円盤銀河でよく観察される渦巻き腕は、密度波や近くの銀河との相互作用によって引き起こされる星形成が強化された領域であると考えられています。
5. 合併と相互作用:銀河の合併と相互作用も、銀河を円盤に形成する役割を果たす可能性があります。銀河が衝突したり、互いに接近したりすると、銀河間の重力によって銀河が潮汐方向に伸びて変形する可能性があります。これらの相互作用は、特に衝突する銀河が最初に角運動量を持っている場合、円盤状の構造の形成につながる可能性があります。
すべての銀河が完璧な円盤であるわけではないことに注意することが重要です。楕円形の銀河もあれば、より不規則な構造を持つ銀河もあります。銀河の最終的な形は、その質量、角運動量、周囲の環境との相互作用などのさまざまな要因によって決まります。それにもかかわらず、上記のプロセスは、宇宙における円盤状銀河の蔓延に貢献しています。