銀河団と大規模構造

銀河は無作為に散らばっているのではなく、グループ、クラスター、フィラメント、ボイドに組織化されており、これらが一体となって宇宙最大の構造である宇宙網を形成しています。

Definition

大規模構造とは、宇宙における物質が銀河団、フィラメント、シート、ボイドの網状構造に組織化されたものであり、銀河団は、高温ガスとダークマターの中に何百から何千もの銀河が埋め込まれた、重力的に結合した最大の系です。

Scope

この領域では、最も質量が大きく結合した系としての銀河群と銀河団、その可視質量の大部分を占める高温の銀河団内ガス、銀河のクラスター化によって追跡されるフィラメントとボイドからなる宇宙網、そして高密度の銀河団環境がその内部の銀河をどのように変容させるかについて扱います。

Sub-topics

• Environmental Effects on Galaxies
• Galaxy Groups and Clusters
• The Cosmic Web and Galaxy Clustering
• The Intracluster Medium

Core questions

• 銀河はどのようにしてグループ、銀河団、そして宇宙網に組織化されているのでしょうか？
• 銀河団の組成と質量収支はどのようなものですか？
• 銀河の大規模な分布は、根底にある物質をどのように追跡しているのでしょうか？
• 高密度構造内の環境は、銀河をどのように変容させるのでしょうか？

Key theories

ダークマターが支配する系としての銀河団

ツビッキーによる「かみのけ座銀河団」における銀河の運動の測定は、可視銀河が提供する質量よりもはるかに多くの質量が存在することを示唆しており、これはダークマターの初期の兆候であり、今日でも銀河団がそれを制約しています。

銀河団の階層的成長

銀河団は、宇宙網の結節点で、フィラメントに沿ったより小さなグループの合体と降着によって形成され、階層的構造形成の頂点に位置します。

宇宙論的プローブとしてのクラスター化

ピーブルスによって発展された相関関数によって記述される銀河の統計的なクラスター化は、構造の成長と宇宙論的パラメータを符号化しています。

Clinical relevance

銀河団と大規模構造は強力な宇宙論的実験室です。その存在量と成長はダークマターとダークエネルギーを制約し、その重力レンズは不可視質量を測定し、宇宙網は銀河が形成され進化する舞台となります。

History

ツビッキーによる1937年の「かみのけ座銀河団」の研究は、銀河団における「失われた質量」を初めて明らかにしました。アベルは1950年代に銀河団をカタログ化し、1980年代以降の赤方偏移サーベイは、ピーブルスらによる理論的研究とともに、宇宙網をマッピングし、大規模構造を精密な宇宙論的ツールとしました。

Key figures

• Fritz Zwicky
• P. James E. Peebles
• George Abell
• Margaret Geller

Seminal works

• zwicky1937
• peebles1980
• kravtsov2012

Frequently asked questions

宇宙網とは何ですか？

宇宙網とは、銀河とダークマターが配置されている大規模なパターンであり、高密度の銀河団がフィラメントによって接続され、広大なほぼ空のボイドによって隔てられています。これは、重力が初期のわずかな密度変動を増幅した痕跡です。

銀河団をまとめているものは何ですか？

重力が銀河団を結合させていますが、可視銀河は必要な質量のほんの一部しか供給していません。質量の大部分はダークマターであり、高温の銀河団内ガスは銀河自体よりも多くの可視質量を寄与しています。