【ほしの弧】

恒星ストリームとは何ですか？

恒星ストリームとは、銀河を公転する細長い恒星の「流れ」です。これは、はるかに小さな銀河や星団が大きな銀河に近づきすぎて、大きな銀河の重力で引き裂かれるときに形成されます。小さな銀河からあふれた星々が、銀河から流れ出していきます。

ストリームは暗黒物質にどう関係しますか？

簡単に言うと、ストリームの形は銀河や暗黒物質の重力によって決まります。つまり、ストリームの形と銀河の質量が分かっていえば、残ったピースである暗黒物質についての情報が絞り込めます！

もう少し詳しく答えると、たとえ太陽を直接観測しなくても、地球の軌道さえ分かれば私たちは太陽質量を決定できます。さらに他の惑星や小惑星の測定値などで、太陽の大きさや形を決定できます。これらはすべて、太陽の重力によって天体の軌道がどう決まるかを理解していれば可能です。
同じように、銀河を公転する天体の軌道が分かれば、銀河からの重力を測定できます。銀河の通常の物質の量については観測で知ることができるので、残りの重力は暗黒物質から来ていることになります。

ここまで聞けば、それで十分と思うかも知れません。しかし、銀河を公転する星の軌道決定に必要な観測期間は、記録の残る人類史すべてよりも長いのです！

そんなに待つことができないなら、どうすべきでしょうか？
1つの恒星の軌道を測定する代わりに、個々の星の軌道を教えてくれる多数の恒星系を探すのです。
これが、恒星ストリームが有用な理由です。恒星が小さな銀河から溢れ出ても、その恒星は大きな銀河の周りを小さな銀河が回っていた軌道に基づいて公転を続けます。つまり、恒星ストリームを沿って測定することで、私たちは小さな銀河の単一の軌道の数百万年分のスナップショットを得ることができるのです。
軌道から重力をマッピングすることで、暗黒物質の分布図を作ることができます。
つまり、恒星ストリームと暗黒物質の科学的な繋がりは、恒星ストリーム -> 軌道 -> 重力 -> 暗黒物質という順です。

暗黒物質について知ることはできますか？

たくさんあります！
まずは宇宙が大規模にはどのように分布しているのか、つまり宇宙の形について知ることができます。宇宙はサッカーボールのように球形なのか、ラグビーボールのようにつぶれた楕円形なのでしょうか？その潰れる方向はどうでしょう？そしてそれは銀河と同じ方向を向いているのでしょうか？暗黒物質の向きは銀河と揃っているのでしょうか？それとも中心からずれているのでしょうか？他にもまだまだ未解決疑問が数多くあります。私たちの宇宙論は、すべての疑問に予想を行っています。
その理論をより正確に検証するお手伝いをお願いします。