銀河の赤方偏移観測値を教えてください。

質問

下記銀河の赤方偏移観測値を、ＨＰと本屋と図書館で調べたのですが、
わかったのは、１つだけでした。それぞれの値をご教示頂きましたら幸いです。

　　銀河の名称　　　　　距離（万光年）　　　　赤方偏移
１． M31(NGC224)　　　　230
２． M32(NGC221) 　　 230
３． M77(NGC1068) 　　4700
４． M87(NGC4486) 　 5900 　　　　0.004
５． M104(NGC4594) 　4600
６． M106(NGC4258) 　 2100

追伸

「そんな値、パッブル定数に距離をかけて計算したら求まるがな。」と言われるかもしれませんが、観測値を知りたいのです。よろしくお願い致します。

回答No.8

IAC · ベストアンサー

No.1です。

続いてますね…。
以下，長文で失礼します。

> 通常、本等で数値として使用される赤方偏移の値は、RV_hel から算出したものでしょうか？（RV_hel を赤方偏移から求めるかもしれませんが）

括弧内が正しいと思います。
しかしながら，ハッブルの法則と赤方偏移との関係が有意となるのは，銀河の固有運動がその後退速度に対して十分に小さくなる遠方の銀河に対してですから，そのような銀河に対しては，銀河の固有運動と同程度の速度を持つ太陽（地球）の運動（銀河中心に対する公転速度）もまた無視できるようになります。
なので，赤方偏移の基準点の厳密な定義にあまり注意を払うには及ばないと思います。

なお，地球は太陽の周りを29.8km/sで公転していますし，太陽も近傍の恒星系に対し19.5km/sでヘルクレス座の方向に動き，220km/sで銀河中心の周りを公転しています。また，銀河系もおとめ座銀河団に向かって約300km/sで移動しています。
個々の運動速度はそれなり確定していますので，太陽に対しても，銀河中心に対しても，また宇宙背景輻射に対しても，個別銀河の赤方偏移をそれなりに計算できます。但し，観測値との距離感は後者を基準とするほど広がります。
（宇宙背景輻射の非等方性の双極子成分を地球の背景輻射に対する運動とする見方もありますが，観測本意の立場からはちょっと距離感ありすぎと思われます）

余談ですが，M31のように視直径が大きく，内部の星の中心核に対する公転速度が中心核の接近速度より大きい銀河の場合には，場所によっては正負いろいろな視線速度が得られますので，通常は中心核近傍の視線速度を代表値として測定対象とします。

なお，NASA/IPACのサイト
http://nedwww.ipac.caltech.edu/
では，個別銀河ごとの赤方偏移データ（太陽に対して）を検索できます。
http://nedwww.ipac.caltech.edu/forms/z.html にて，enter object name に M31などと入力してみて下さい。
データベースに挙がっている観測値を眺めると，ここ10年ぐらいの観測値でも大きなバラツキがあることが分かります。
多くの観測値が挙げられていますが，詳細な観測条件が辿れる中で最も不確かさの小さいデータを抜粋すると，

　M31　　-297　　1　　-0.000991　　0.000003
　M32　　-213　　2　　-0.000710　　0.000007
　M77　　1137　　3　　0.003793　　0.000010
　M87　　1282　　9　　0.004276　　0.000030
　M104　　1091　　5　　 0.003639　　0.000017
　M106　　448　　3　　 0.001494　　0.000010

となっています。上記データの内訳は，後退速度(km/s)，その不確かさ（km/s），赤方偏移とその不確かさです。
後退速度は，No.1のURL（http://www.seds.org/messier/xtra/supp/redshift.html）に示されるサイトに挙げられたRV_helとほぼ同じです。また，赤方偏移は後退速度を光速（2.99792458×10^5 km/s）で除した値に上記の桁数の範囲では一致します。相対論的な式により計算をしても，差異が最大となるM87でさえ，小数点以下第6桁目が9変るだけですから，観測値の不確かさの数分の1程度の相違に過ぎません。

最後にハッブル定数による赤方偏移値ですが，H0 = 67 (km/s/Mpc)を用いると，
　M31　　0.0002
　M32　　0.0002
　M77　　0.0041
　M87　　0.0041
　M104　 0.0034
　M106　 0.0017
となります。　但し，銀河への距離には，http://www.seds.org/messier/xtra/supp/redshift.html のデータを用いました。ハッブル定数と距離データに何を用いたかに依存しますが，No.7の数値は二桁ほど大きいのではないかと思います。

回答No.10

eria77

ああ、それから、
近距離は問題無いので
v=cz
これ使ったけど、
光の９９％Z=６は
光のドップラー式使わないと出ないよ。

回答No.9

goleopon

ハッブル定数は２００３年のＷＭＡＰから
７１+-4km/s/Mpc（誤差５％）と精度よくだされました。
なお２００１年のＨＳＴプロジェクトチームは
７２+-8km/s/Mpc（誤差１４％）でした。
H0 = 67 (km/s/Mpc)は少なすぎると思います。

また、赤方偏移の原因は３つ
１．運動学的赤方偏移　局所的な運動
２．重力赤方偏移　　　重力場による
３．宇宙論的赤方偏移　宇宙膨張の遠方

Z=0.1程度では、v=czの関係式で大丈夫です。
ですからお尋ねの銀河では、問題になりません。
データはNo.8の方のもので、いいと思います。
遠方の銀河、Z=１以上ですと、相対論的関係式が必要です。
１＋Ｚ＝a0/a
aは宇宙の大きさです。

また銀河系とアンドロメダ銀河の衝突は
以前は約５０億年後に衝突とされていましたが、
（３０億年後という数字は、１０年以上前のデータ）
現在はスーパーコンピューターでシミュレーションされ、
１００～１５０億年後に衝突から合体をし、
ひとつの大きな銀河になる。最終的に局所銀河群は
ひとつの巨大な銀河になると、計算されているようです。
３００億年後、１０００億年後のこともシミュレーション
されているようです。
詳しくはクエーサーのところでも紹介した
『宇宙を見る新しい目』日本物理学会編　日本評論社
を参照してください。ハッブル定数の値も載っています。

回答No.7

eria77

ハッフル定数での算出例です。
Ｍ３１（Ｍ３２）＝０．０１６１
Ｍ７７＝０．３２９
Ｍ１０４＝０．４１３
Ｍ１０６＝０．１４７

計算方法はお解りのようですので省略しています。

補足

お返事ありがとうございます。

＞私は＃１さんのデーターでなく、自分の手持ちのデーターで算出しています。

え～、そんな、混乱しますよ。そら～　反則ちゃいますか。。。

＞私的に、太陽からの後退速度＝実測値と同じと考えています。

＃１さんのデータをベースに話を進めたいと、思います。では、
通常、本等で数値として使用される赤方偏移の値は、RV_hel から算出したものでしょうか？（RV_hel を赤方偏移から求めるかもしれませんが）

＞理論通りに物は動きません。
＞片方は後退、片方は斜めに、３６０度好き勝手に動くのは当たり前です。
＞データー見れば解ると思いますが。
＞距離が遠いと後退している。（－値）
＞では無いと解ります。

本当なのでしょうか？おもいきり遠方で、片方は後退、片方は斜めに、進むなんて
いうのが測定できるとはイメージできません。

追伸
私は、難しいことを理解できません。ただ、下記銀河の通常の赤方偏移の値を知りたいだけです。単純明快にご教示頂きましたら幸いです。

１． M31(NGC224)　　　
２． M32(NGC221) 　　
３． M77(NGC1068) 　　
４． M87(NGC4486) 　 　　　　
５． M104(NGC4594) 　
６． M106(NGC4258)

回答No.6

eria77

＞私は、RV_gal　から赤方偏移の値を下記の通り、計算したのですが、No.2さん　の値と異なります、計算に間違い等があるでしょうか？

私は＃１さんのデーターでなく、自分の手持ちのデーターで算出しています。
太陽からの後退速度は一致していますが、

私のデータは、宇宙背景放射による相対速度での計算です。
＃１データーは、銀河中心からの後退速度です。

計算値が違うのは、「近すぎる」からです。

私的に、太陽からの後退速度＝実測値と同じと考えています。

宇宙背景放射による相対速度での計算、並びに、銀河中心からの後退速度は、
後退速度が必要であって、赤方偏移観測値は憶測に過ぎず、必要性が薄いと思っています。

＞Ｍ７７とＭ８７で、RV_gal　の値がそれぞれ　1145と1229と異なるのに　距離は、どちらも　６０　で　同じなのは、なぜでしょうか？

理論通りに物は動きません。
片方は後退、片方は斜めに、３６０度好き勝手に動くのは当たり前です。
データー見れば解ると思いますが。
距離が遠いと後退している。（－値）
では無いと解ります。

近距離ではバッフル定数もかなりの誤差を生みます。
ディラック方程式が光速近くならないと威力をなさないのと同じです。

ちなみに、赤方偏移観測とは、銀河固有の運動は無視し、空間の広がる速度を計算しています。
この場合、銀河の動きは無視出来る程微小だからです。

回答No.5

eria77

専門家さんありがとうございます。

よろしければ「物理のカテゴリーN,11」の
ディラック方程式の一般相対論化について。

の回答よろしこです。

面倒なのでやってません。＾０＾；
ｍ（＿　＿）ｍ

回答No.4

aquafina

『LEDA』という研究者向けの銀河データベースで調べることが出来ます。URLを示しておきます。

参考URL：

http://leda.univ-lyon1.fr/

回答No.3

eria77

＃２は、宇宙背景放射による相対速度での計算です。
次が太陽からのです。

Ｍ３２＝０．０００６
Ｍ３１＝０．００１
Ｍ７７＝０．００３７９
Ｍ１０４＝０．００３６
Ｍ１０６＝０．００１６６

バッフル定数で計算して３者を比較してみて下さい。

補足

お返事ありがとうございます。
混乱してきました。下記につきましてご教示頂きましたら幸いです。

１． 通常、本等で数値として使用される赤方偏移の値は、RV_gal　から算出したものでしょうね？（RV_gal　を赤方偏移から求めるかもしれませんが）
２． Ｍ７７とＭ８７で、RV_gal　の値がそれぞれ　1145と1229と異なるのに　距離は、どちらも　６０　で　同じなのは、なぜでしょうか？
３． 私は、RV_gal　から赤方偏移の値を下記の通り、計算したのですが、No.2さん　の値と異なります、計算に間違い等があるでしょうか？

c=2.9979*10^5;
z=Sqrt[(1+v/c)/(1-v/c)]-1;
z1=v/c;

"M77"
"z=" 0.0038266618217570603`
"z1=" 0.0038193402048100336`

"M87"
"z=" 0.004107973996380299`
"z1=" 0.004099536342106141`

"M104"
"z=" 0.0032441962976164085`
"z1=" 0.0032389339204109543`

"M106"
"z=" 0.0016959576310595637`
"z1=" 0.0016945194969812203`

回答No.2

eria77

ふう。＾＾；
後退速度で自分で算出しました。
こんなの物でごめんなさい。

Ｍ７７=０．００３
Ｍ３１＝０．００１９
Ｍ１０６＝０．００２１９
Ｍ１０４＝０．００４７５

計算式はＺ＝Ｖ／Ｃ
を用いて算出しました。

質問の観測値ですが、
ここには専門家さんがいますので、
専門家さんのアドバイスを待ちましょう。＾＾

補足

お返事ありがとうございます。

自分で計算する手間が省けます。感謝致します。

回答No.1

IAC

http://www.seds.org/messier/xtra/supp/redshift.html
を参照して下さい。

メシエ番号の付いた銀河の後退（接近）速度がまとめられています。

太陽と銀河中心の両者に対する速度がまとめられていますので，違いをみるのも面白いかも知れません。

なお，M31の接近速度（負の値）は，銀河中心に対し秒速122kmに及びますが，同銀河は，30億年後に銀河系と衝突し合体するものと予想されています。

最後に赤方偏移ですが，これを求めるには，表中の速度を光速で除して下さい。何れの銀河も後退（接近）速度が，光速を大きく下回るため，この計算法で十分です。

お礼

お返事ありがとうございます。

丸１日探したのに見つからなくて困っていました。感謝致します。

>なお，M31の接近速度（負の値）は，銀河中心に対し秒速122kmに及びますが，同銀河は，30億年後に銀河系と
>衝突し合体するものと予想されています。

そうなんですか！先日ＮＨＫスペシャルで、これまでに（４６億年の間に）巨大隕石（直径４００ｋｍ）が最高８回地球に衝突して殆どの生物が絶滅した旨のことを放映してました。30億年後は、隕石どころじゃ～ないですね。

こりゃ～、大変ですね～。