子持ち銀河(M51)と伴銀河
壮大な渦巻銀河M51 (NGC 5194) の優雅で曲がりくねった腕は、まるで宇宙を駆け抜ける壮大な螺旋階段のように見えます。実際には、星やガスに塵が混じった長い道が続いているのです。
2005年1月にNASAのハッブル宇宙望遠鏡に搭載された高性能サーベイ用カメラで撮影された渦巻銀河のこれまでで最もシャープな画像は、若い星が住む湾曲した渦巻状の腕から、古い星が住む黄色がかった中心核まで、渦巻銀河の壮大なデザインを示しています。この銀河は、その渦巻き構造から「子持ち銀河」という愛称で呼ばれています。
子持ち銀河の最も印象的な特徴は、いわゆるグランドデザイン渦巻き銀河の特徴である、湾曲した2本の腕です。渦巻き銀河の多くは、渦巻き構造を強調しないように、ゆるい形をした腕を多数持っています。これらの腕は、渦巻銀河では重要な役割を果たしています。この腕は、水素ガスを圧縮したり、新しい星団を作ったりする星形成の工場である。渦巻き銀河では、内縁部の濃いガスの雲から始まり、明るいピンク色の星形成領域、そして外縁部の鮮やかな青色の星団で終わるという組み立てラインが形成されています。
天文学者の間では、渦巻きの腕がこれほどまでに目立つのは、渦巻きの腕の先端にある黄色がかった小さな銀河NGC5195との接近遭遇の影響ではないかと考えている人もいます。一見すると、このコンパクトな銀河が腕を引っ張っているように見えます。しかし、ハッブル望遠鏡でよく見ると、NGC5195が渦巻きの後ろを通っていることがわかります。この小さな銀河は、何億年も前から子持ち銀河の前を滑空していたのです。
NGC5195が横滑りしている時、その重力の影響力は、子持ち銀河のパンケーキ状の円盤の中で波を押し上げています。その波は、池の中で岩が投げ込まれたときに発生するさざ波のようなものです。波が円盤内の公転するガス雲を通過する時、彼らは、各アームの内縁に沿ってガス状物質を圧迫します。暗い塵のような物質は、集まっている嵐雲のように見えます。これらの密集した雲は崩壊し、明るいピンク色の星形成領域に見られるように、星の誕生の航跡を作り出します。最大の星は、放射線の奔流、ハリケーンのような星風、超新星爆発の衝撃波で、最終的に塵の繭を一掃します。騒乱の中から鮮やかな青い星団が現れ、街の街灯のように子持ち銀河の腕を照らしています。
子持ち銀河は、天文学で最も人気のある銀河の一つです。3,100万光年の距離にある狩猟犬座(Canes Venatici)に位置する子持ち銀河は、その美しい正面からの眺めと地球との距離の近さから、天文学者は古典的な渦巻き銀河の構造や星形成過程を研究することができます。