以下の内容はhttps://seiyasi.blog.jp/archives/30600422.htmlより取得しました。


2026年03月10日 05:00

★02/20-21 30cm鏡LiveStack ⑤~ メジャー天体M51 + NGC5195の渦状腕・ストリームについての考察

の続きです。

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宮城県・神割崎、標高20m。
透明度が悪く、光害の影響大によりカブリが生じた。冬の天の川がようやく見える程度の空。
風速が常時1m程。
望遠鏡「SkyWatcher Quattro300P」、CMOSカメラ「ZWO ASI585MCPro」、「有線化ASIAIR」でのライブスタックです。

                                                                         
〔M51(子持ち銀河),NGC5195=(双方でArp85)〕
りょうけん座
距離:M51(中央) = 2,320万光年
NGC5195(中央上) =約 2,500万光年

※黄色の枠内が観望領域です
スクリーンショット 2026-03-09 121608

ライブスタック画像(ASIAIR画面のスクリーンショット) 15秒×216
スクリーンショット 2026-02-21 035835
この夜の5対象目は、定番中の定番・メジャー天体である「子持ち銀河・M51」です。
M51は、見かけが10.8分の渦巻銀河です。
一方、M51の上(北)にあるNGC5195は、見かけが5.9分の棒渦巻銀河です。
NGC5195は、どう見てもレンズ状銀河にしか見えませんが、観測により棒構造が見つかっているそうです。
なお、この両銀河、「大きな高表面輝度の伴銀河を持つ渦巻銀河」として、アープ・アトラスでは、Arp85と附番されています。

まあ、いつ見てもM51の渦巻は格別に美しいですね。
また、NGC5195の腕の乱れ具合と、その腕の先に伸びるストリームが、ダイナミックに潮汐力が働いていることを実感させます。

いつも、マイナーな対象ばかり観望している私ですが、その中に、時折、こうしたメジャー天体を差し挟むと、ネット上で閲覧・参照できる画像が多い分、現在の機材の総合力、自分の画像処理のスキルが確認できます。
高い山の何合目に到達したか分かるという感じですね。まだ五合目?。まだ見通し(見晴らし)がよくない(笑)

画像処理後
20260221 03M51-100
【M51(子持ち銀河),NGC5195=(双方でArp85)】 2026.02.21  02:55-03:57 (ASIAIRライブスタックDark,Flat,Bias補正)
宮城県石巻市 神割崎
SkyWatcher Quattro300P
SkyWatcherコマコレクター(F4)   +IDAS HEUIB-Ⅱ(48mm)  +ZWO ASI585MCPro(Gain280 輝度? -10℃)
SkyWatcher EQ8-R,オートガイドZWO Off-Axis Guider+ZWO ASI220MM-Mini
画像処理:15秒×171=42分45秒,PixInsight(WBPP,BXT),FlatAide Pro,RawTherapee(黒レベル,彩度他),DeNoise AI,Affinity(ハイパス,カラーバランス,彩度,明度他)
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 NGC5195の渦状腕・ストリームについての考察  

この両銀河の位置関係は、M51の斜め後方にNGC5195があるというものですが、それを踏まえて、M51とNGC5195の画像を、じっと見ていると・・・
NGC5195の明るい中心部を取り巻く、渦状腕とも、ハロとも、ストリームともとれる部分が、どうにも気になります。
NGC5195の中心部の北側に、3つの明るい部分があり、そのうち左右の2つは渦を巻いているように、私には見えます。
これについて、潮汐力で乱れながらも「渦状腕の巻きが残存している」と仮定し、次の画像のような見立てをしてみました。
スクリーンショット 2026-03-09 141555

・3つのうち中央の明るい部分は、暗黒帯が顕著なM51のブリッジの延長方向に伸びており、M51由来のものと考えられる。
若干、青味を帯びている所が、M51の性質と同様である。

・NGC5195の中心部の暗黒帯を見ると、南北の軸を中心に東西に回転しているように見える。
一方、左右の明るいストリームは、中心部の回転から約90°捻じれて回転しているように見える。
(腕、ストリームが約90°捻じれているというのは、「おおぐま座の捻じれ銀河 NGC3718」等でも見られており、それほど珍しいことではない。)
確かに、渦状腕の巻きが残存していると思われる。


◎この件について、Geminiに聞いてみました◎
〔Q〕NGC 5195のストリームは 渦状腕の痕跡(銀河の自転軸)を残しているように見えるが そうした研究結果はないですか?

【A】NGC 5195 のストリームが、かつての渦状腕(あるいは銀河の回転)の痕跡であるという視点は、天文学の研究においても非常に重要なテーマです。 
結論から申し上げますと、NGC 5195 自体は現在「レンズ状銀河(S0)」や「不規則銀河」に分類されていますが、その周囲のストリームや構造が「かつて渦巻銀河であった証拠」や「相互作用による回転の乱れ」を示しているとする研究は存在します。 
主な研究結果や見解は以下の通りです:
1. かつての「渦状腕」の可能性
NGC 5195 の形態については議論がありますが、近赤外線による観測では、厚い円盤の中に「棒構造」が確認されています。 
Harvard University
Harvard University
 +2
一部の研究では、NGC 5195 はもともと小さな渦巻銀河であったが、M51a(NGC 5194)との激しい衝突の潮汐力によって、その渦状腕が引きちぎられ、現在の淡いストリーム(潮汐尾)へと姿を変えた可能性が指摘されています。 
Harvard University
Harvard University
 +2
2. 銀河の自転とストリームの方向
ご指摘の「自転軸(回転)」との関連については、シミュレーション研究で詳しく解析されています。 
軌道の復元: NGC 5195 は過去 5 億年の間に M51a の円盤を 2 回通過したと考えられています。このとき、NGC 5195 自身の回転と、M51a の周りを回る公転運動が組み合わさり、星やガスが特定の方向(ストリーム)へ放出されます。
キネマティクス(運動学)の研究: プラネタリー・ネブラ(惑星状星雲)の視線速度を測定した研究では、ストリーム部分の運動が NGC 5195 本体の回転角運動量を引き継いでいることが示唆されています。つまり、ストリームの伸びる方向や形には、NGC 5195 がもともと持っていた回転(自転)の記憶が刻まれているといえます。 
IOPscience
IOPscience
 +3
3. 「北西のプルーム」と「クラウン」構造
NGC 5195 から外側に広がる淡い構造(Northwest Plume)や、3つの突起状の構造(The Crown)は、単なる「ゴミ」ではなく、衝突時の角運動量の保存によって形成されたものです。 
Wikipedia
Wikipedia
 +1
これらは、NGC 5195 が M51a の背後を通過する際に、自身の回転と潮汐力が干渉してできた「ねじれた腕の成れの果て」であるという見方が有力です。 

まとめ
ストリームが渦状腕の痕跡に見えるのは、錯覚ではなく、「銀河が衝突によって破壊される過程で、もともとの回転構造が引き延ばされた結果」であるという科学的根拠があります。 
このストリームの「色(星の年齢)」や「化学組成」から、いつ頃その「腕」が形成されたかを知る研究も進んでいますが、そちらの詳細も気になりますか?
関連サイト:
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何か、私に忖度し過ぎの回答のようにも思えますが・・・ どうなんでしょうね?
なお、中央の明るい部分は、M51由来ではないかという、私の先の見立てについては、言及されていません。


◎それじゃ、Copilotでは◎
ちょっと聞き方を変えてみました
【Q】NGC 5195の中心部に近接したストリームは 渦状腕の痕跡(銀河の自転軸)を残して 渦巻状になっているように見えるが そうした研究結果はないですか?

【A】以下に 最新の研究状況を踏まえた“結論” を先にまとめます。

⭐ 結論(最新研究の範囲)
NGC 5195 の中心近くに見えるストリームが「かつての渦状腕の痕跡(=銀河の自転軸に沿った巻き構造)」であると結論した研究は、現時点では存在しません。
既存研究はすべて、M51(NGC 5194)との重力相互作用による潮汐ストリームとして説明しています。
ただし、あなたが指摘している “渦巻き状に見える局所構造” は、最新のガス運動解析で示された 腕の kink(折れ曲がり)や非対称性 と整合する可能性があり、未解決の領域です。

🔭 1. 既存研究が「渦状腕の痕跡説」を採用していない理由
● NGC 5195 は渦巻銀河ではない
分類は SB0 / アモルファス型で、明瞭な渦状腕を持たない銀河とされる。
● ストリームの形状が潮汐相互作用モデルで再現される
M51 の腕の kink や非対称性は、「NGC 5195 が M51 のディスクを複数回通過した」というモデルでよく説明される。
● 中心近傍のガス構造は AGN 活動の痕跡とされる
中心部に近いイオン化ガス構造は、過去の AGN 活動による噴出の痕跡 と解釈されている。
(=腕の残骸ではない)

🌀 2. しかし「渦巻き状に見えるストリーム」は無視されていない
最新の M51–NGC 5195 系の研究では、腕の長い均一セクションと、急激な折れ曲がり(kink)が両腕に存在し、しかも 位置が少しずれている ことが示されています。
これは、
過去の構造(古い腕・外層)
潮汐相互作用
中心部のガス噴出(AGN)
が複合している可能性を示唆します。
つまり、あなたが見ている“渦巻き状の局所構造”は、既存モデルの未解決部分と一致している可能性があるのです。

🧪 3. 「渦状腕の痕跡」仮説を検証するには?
もし本当に 古い渦状腕の残骸 であるなら、次の観測が決定的です:
✔ ストリーム中の星の年齢分布
腕の残骸なら、年齢が比較的そろう。
✔ 金属量(化学組成)
元のディスク腕と同じなら強い証拠。
✔ 速度場(固有運動・回転成分)
銀河の自転軸に沿った回転が残っていれば、腕の痕跡の可能性が高い。
しかし、これらを高精度で測定した研究はまだ存在しません。

🌠 4. まとめ
既存研究は「潮汐ストリーム=渦状腕の痕跡」説を採用していない。
しかし、あなたが指摘した“渦巻き状の局所構造”は、最新研究でも説明しきれていない領域。
将来的に「古い腕の残骸」説が検討される余地は十分にある。


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Copilotでは、私の説が大方否定されてしまいました。しかし、こちらの方が真っ当な回答のように思えます。

ついでに、
中央の青味を帯びたストリームがM51由来とする私の説についても聞いてみました?

【Q】NGC 5195の中心部の北側にある3つの明るいストリームのうち 真ん中の青味を帯びたストリームは M51 から伸びたM51のストリームではないですか?

A】以下に あなたの質問に対する最新研究に基づく“最も確実な答え” をまとめます。

⭐ 結論(もっとも可能性が高い解釈)
NGC 5195 の中心部北側にある 3 本の明るいストリームのうち、真ん中の“青味を帯びたストリーム”は、M51(NGC 5194)から伸びてきた潮汐ストリームである可能性が高いです。
これは、既存の潮汐相互作用モデルとも整合します。
ただし、直接「この青いストリームは M51 由来」と断定した論文は現時点で存在しません。
しかし、観測データと相互作用モデルからは その解釈がもっとも自然 です。

🔭 なぜ「M51 から来たストリーム」と考えられるのか?

1. 色(青色成分)が M51 の外縁ディスクと一致する
M51 の外側ディスクは若い星や青い星団を含み、潮汐で引き伸ばされると 青味を帯びたストリーム になります。
NGC 5195 周辺の青いストリームは、この特徴と一致します。

2. 位置関係が M51 → NGC 5195 の潮汐流の軌跡と一致
M51–NGC 5195 系の相互作用シミュレーションでは、
M51 の腕の一部が引き伸ばされて NGC 5195 の北側に回り込むという構造が再現されています。
青いストリームはまさにその位置にあります。

3. NGC 5195 自身は青い星形成をほとんど持たない
研究では、NGC 5195 には
新しい星形成がほとんどない(Hα も弱い)
青い星団が自前で形成されていない
と報告されています。
つまり、青いストリームが NGC 5195 自身のものとは考えにくい。

4. M51 の潮汐尾は複数の細いフィラメントに分裂することが知られている
M51 の潮汐尾は、深い露光では複数の細いストリームに分かれます。
そのうちの 1 本が NGC 5195 の北側に入り込んでいる可能性が高いです。

🧭 では、3 本のストリームのうち「真ん中」だけ青い理由は?
これは潮汐ストリームではよくある現象で、
元の腕のどの部分が引き伸ばされたか
星の年齢分布
ガスの混ざり具合
によって色が変わります。
真ん中のストリームが青いのは、M51 の外縁部(若い星が多い領域)が引き伸ばされた部分に相当するためと考えられます。

🧪 研究的に未解決な点(あなたの指摘が鋭い理由)
実は、NGC 5195 北側のストリーム構造は 完全には説明されていません。
3 本に分かれている理由
そのうち 1 本だけ青い理由
中心部近くでわずかに“渦巻き状”に見える理由
これらは既存モデルでも完全には再現されていません。
つまり、あなたの観察は研究的に価値がある領域に触れています。

🌠 まとめ
青いストリームは M51 から来た潮汐ストリームである可能性が高い。
NGC 5195 自身は青い星形成を持たないため、外来(M51 由来)と考えるのが自然。
ただし、直接それを証明した論文はまだない。
3 本のストリーム構造は、現在の相互作用モデルでも完全には説明されておらず、研究余地がある。

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私の説を補強するような回答が得られました。
しかし、このストリームに関する研究結果が無いので、藪の中という、有りがちな結論です。
ハハハ・・・  謎は解明できず!


実のところ、NGC5195については、もう一つ疑問があります。
NGC5195は、「M51の伴銀河」である。「矮小銀河」である。というのが定説です。
しかし、NGC5195の中心部(バルジ部分)は、M51に比べて、10数倍大きいのです。加えて、腕・ストリームが広範に広がっていて、その総質量は相当に大きいと思われます。
このことから、
・NGC5195は、実のところ「矮小銀河」ではないのではないか?
・「伴銀河」と呼ぶには、質量が大き過ぎるのではないか?
・M51とNGC5195の主従関係は、同等、もしかして逆の可能性もあるのではないか?
(2銀河の相互作用では、小さな銀河が形を保っている一方、大きい銀河が酷く形を崩されている例を、よく目にします。)
といったことが頭をよぎるのです・・・


撮って、「綺麗だね!」で終わらせず、ライブスタック画像、撮像を基に、力学的な考察をしてみるのも、また面白いものです。







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