天文学者、極めて珍しい6重銀河合体を発見
注目画像： [WHY J0501+01銀河団のX線・光学合成画像。6重合体と銀河団内光を示す。クレジット：Z.L. Wen氏ら、中国科学院／アインシュタイン・プローブ]
Z.L. Wen氏（中国科学院）が率いる天文学者チームは、近傍宇宙で極めて珍しい現象を特定した。6つの巨大銀河が、1つの超巨大銀河へと合体する過程にあるというものだ。この発見は Astronomy & Astrophysics に受理されており、宇宙最大の銀河がどのように形成されるかについて、前例のないスナップショットを提供する。
対象は銀河団 WHY J050106.2+013714（略称 WHY J0501+01）で、赤方偏移0.151、地球から約20億光年の距離にある。銀河合体自体は天文学では一般的だが、この規模の6重合体は例外的だ。DESI Legacy Imaging Surveys による52,803の銀河団の系統的探索の結果、4つ以上の銀河が合体しているのはこの銀河団だけだった。同じサンプルからは、12の4重合体と2,233の2重合体しか確認されていない。
合体中の6つの銀河は決して小規模ではない。そのうち5つはそれぞれ1,000億個以上の星を有し、個々の恒星質量は10^11太陽質量を超える。6つ目のやや小さい銀河も参加している。合計の恒星質量は1.16×10^12太陽質量で、典型的なスケール関係が予測する値より約2.6標準偏差大きい。今後8億年から19億年かけて合体が完了すると、宇宙で知られる最大級の銀河が誕生する。
チームはアインシュタイン・プローブの追跡X線望遠鏡（EP-FXT）の観測データを用いて、銀河団のガス力学を研究した。X線データは、力学的に若く乱された銀河団を明らかにしており、平均ガス温度は2.8キロ電子ボルト、総X線光度は毎秒9.4×10^43エルグである。これらの値は、典型的な乱れた銀河団のスケール関係と一致する。
X線観測はまた、激しい重力相互作用の証拠を示している。超高温プラズマのスロッシングと、進行中の衝突によって弾き出されたと考えられるガスの尾である。銀河自体は「未緩和（unrelaxed）」と表現されており、これは破局的な重力相互作用を受けているシステムを指す専門用語だ。
合体中の銀河を取り巻いて、天文学者たちは310キロパーセク（約100万光年）に及ぶ、明確に定義された銀河団内光（ICL）のベールを検出した。この幽霊のような輝きは、合体の巨大な潮汐力によって母銀河から剥ぎ取られた星々に由来する。その検出には、銀河自体の光を注意深く差し引く必要があった。
この銀河団は2018年に全天サーベイ（Two Micron All Sky Survey、WISE、SuperCOSMOS）を用いて初めて特定された。その後、アリゾナ州とチリのメイオール、ボック、ブランコ各望遠鏡を用いたDESI Legacy Imaging Surveysによる追跡観測で、粗いデータでは隠されていた6重合体構造が明らかになった。
この発見は、天文学における長年の議論に直接関係する。銀河団の中心にある最も明るい銀河である最輝銀河団銀河（BCG）が、小銀河との頻繁な小規模合体によって主に成長するのか、それとも稀だが劇的な大規模合体によるのかという議論だ。WHY J0501+01システムは大規模合体シナリオを強く支持しており、階層的銀河形成の最も壮観な例を提供している。
この発見はまた、天文学者に宇宙の大規模構造形成をリアルタイムで観察する貴重な機会を与える。近傍宇宙のほとんどのBCGはすでに完全に形成され、その合体の歴史ははるか昔に終わっている。WHY J0501+01は、ほとんどの銀河団が数十億年前に完了したプロセスを垣間見せてくれる。
論文「A rare sextuple-merging brightest cluster galaxy system in a disturbed galaxy cluster observed with the Einstein Probe Follow-up X-ray Telescope」は、arXiv（2606.17700）でプレプリントとして公開されており、Astronomy & Astrophysics に受理されている。
雅子 訳