[論文レビュー] The Fate of the Magellanic Stream

Yoshiaki Sofue|arXiv (Cornell University)|Mar 18, 1994

Geology and Paleoclimatology Research参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、大マゼラン雲および小マゼラン雲が銀河の周りを公転する際、特に極軌道にあるときに、中性水素（HI）の衝撃圧ストリッピングによってマゼラン・ストリームが形成されることを提案している。剥がれたガスは、やがて銀河のディスクに降着する狭いストリーム状構造を形成し、それによってディスクの歪みが生じ、中心部の運動学的性質に影響を与える可能性がある。一方、雲自身は矮小楕円銀河に変容する。

ABSTRACT

We show that HI clouds in the Magellanic Clouds are stripped by the ram-pressure due to the halo and disk gases of the Galaxy. Molecular clouds are swept to the edge of the LMC, showing an eccentric distribution. The stripped HI clouds form a narrow band on the sky, and mimics the Magellanic Stream, when the LMC takes a polar orbit. We point out that the Magellanic Stream will fall into the Galaxy, and will be finally accreted by the Galactic disk. The accretion may cause warping of the inner gas disk of the Galaxy. Some clouds are accreted by the nuclear disk, which could explain the peculiar distribution and kinematics in the central region. The stripping of the interstellar gas from the Magellanic Clouds will rapidly change their morphological type into dwarf ellipticals.

研究の動機と目的

• 銀河ハロー内の流体力学的プロセスを通じて、マゼラン・ストリームの起源と進化を説明すること。
• ミルキーウェイのハローおよびディスクガスからの衝撃圧ストリッピングが、LMCおよびSMC内のガス分布に与える影響を調査すること。
• 異なる軌道配置における、結果として生じるHIストリームの運動学的および空間的形状をモデル化すること。
• マゼラン・ストリームの長期的運命と、銀河ディスク構造への影響を予測すること。
• ガス剥がれが、マゼラン雲の形態的進化に与える影響を検討すること。

提案手法

• 銀河ハローおよびディスクガスによる、マゼラン雲内のHIガス雲に作用する衝撃圧力のモデル化。
• LMCが極軌道をとると仮定して、剥がれたHIガス雲の軌道と分布をシミュレートすること。
• 観測された狭帯状の形状を再現するために、剥がれたガスの天球上での分布を分析すること。
• 動力学的および流体力学的制約を用いて、ストリームが銀河ディスクに降着するまでの時間スケールを評価すること。
• 内部銀河ディスクおよび核領域へのガス降着の可能性を評価すること。
• 継続的なガス損失による、LMCおよびSMCの形態的変容を推定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ミルキーウェイのハローおよびディスクガスからの衝撃圧ストリッピングが、どのようにマゼラン・ストリームの形成に寄与するか？
• RQ2 観測された狭く延長されたストリームの形状を再現するには、どのような軌道幾何学的配置（例えば、極軌道）が必要か？
• RQ3 剥がれたガスがマゼラン・ストリームで最終的にどうなるか？
• RQ4 ストリームの降着が、銀河ディスクの構造および運動学的性質にどのように影響を与えるか？
• RQ5 継続的なガス剥がれによって、マゼラン雲にどのような形態的変化が生じるか？

主な発見

• マゼラン・ストリームは、主に、銀河の周りを公転するマゼラン雲から、中性水素（HI）ガスが衝撃圧ストリッピングによって剥がれることによって形成される。
• LMCが極軌道をとる場合、剥がれたHIガス雲は自然に天球上に狭いストリーム状の帯を形成し、観測されたマゼラン・ストリームの形状と一致する。
• ストリームは最終的に銀河ディスクに降着され、内部のガスディスクに歪みを引き起こす可能性がある。
• 一部の剥がれたガスは核ディスクに降着される可能性があり、これは銀河中心部の奇妙な運動学的性質および分布を説明する要因となる可能性がある。
• 恒久的なガス剥がれにより、マゼラン雲は急速に矮小楕円銀河に変容する。
• 本モデルは、特異なダークマターまたは潮汐力が主因である必要なく、ストリームの空間的および運動学的特徴をうまく再現している。