天文学者のチームが、銀河系外の銀河の化学組成を分析することで、その進化の全歴史を初めて解明した。渦巻銀河NGC 1365の酸素マッピングを行い、シミュレーションと比較することで、研究者らは120億年にわたる同銀河の成長過程を詳述した。Nature Astronomyに掲載されたこの研究結果は、初期に形成された中心核と、合併によって構築された外部領域の存在を明らかにしている。
ハーバード・スミソニアン天体物理学センターを率いる天文学者チームは、地球から見て正面を向いている近傍の渦巻銀河NGC 1365の過去を明らかにするため、「銀河系外考古学（extragalactic archaeology）」と呼ばれる先駆的な手法を用いた。ラス・カンパナス天文台のIrénée du Pont望遠鏡で収集されたTYPHOONサーベイのデータを用い、銀河全体の酸素存在量をマッピングすることで、チームは宇宙の歴史を通じて星形成、超新星爆発、ガス流が残した化学的痕跡を特定した。活性領域にある若く高温の星々はガスを電離させ、酸素などの元素から測定可能な輝線を生み出す。この輝線は、金属に富む中心核から金属の少ない周辺部にかけて変化する。この研究を主導したハーバード大学教授で天体物理学センター所長のLisa Kewley氏は、「銀河系外でこれほど詳細に化学考古学の手法が用いられたのは今回が初めてです。私たちは、私たちがどのようにしてここに存在するのかを理解したいと考えています。私たちの銀河系はどのように形成され、どのようにして今私たちが呼吸している酸素に行き着いたのでしょうか」と述べている。研究者らは、これらの観測結果をビッグバン直後からの銀河進化をモデル化したIllustris Projectのシミュレーションと照合した。2万個のシミュレートされた銀河のうち、NGC 1365に酷似したものが1つ見つかり、同銀河の中心バルジが急速に形成され、早い段階で酸素が濃縮されたことが示された。一方で、外側の円盤と渦状腕は、矮小銀河との繰り返しの合併を通じて徐々に形成され、新鮮なガスと星が供給されたことが分かった。ハーバード大学の天体物理学の教授（Mallinckrodt Professor of Astrophysics）であるLars Hernquist氏は、「私たちのシミュレーションが別の銀河のデータとこれほど密接に一致するのは非常にエキサイティングです。この研究は、私たちがコンピュータ上でモデル化している天文プロセスが、何十億年もの時間をかけてNGC 1365のような銀河を形成していることを示しています」と指摘した。Kewley氏はその相乗効果を強調し、「この研究は、理論によって直接的に支援される観測結果をどのように生み出せるかを非常によく示しています。こうした結論に至るためには、観測と理論の両方が不可欠なのです」と述べた。NGC 1365の歴史は、銀河系が典型的な経路をたどったのかどうかについての洞察を与えており、Kewley氏は「すべての渦巻銀河は同じような方法で形成されるのでしょうか？」と問いかけている。