簡単解説
2つの銀河が重力で引き合い、何十億年かけて1つに合体していく過程を、物理計算で再現して映像化したものです。このシミュレーションはNASA/Hubbleが撮影したそれらの実写画像を画づくりの規準にしていて、「8K超高画質の銀河が実際に動いて衝突しているかのよう」を目標に作り込みました。
計算には、Toomre制限N体法という、1972年にToomre兄弟が銀河衝突の研究で使った古典的な手法をベースにしています。
・各銀河の中心核を「重い質点」として扱い、2つの核同士は重力で正確に軌道計算する
・円盤の星は6万個用意し、銀河核の重力を受けて動くが、星同士は引き合わない設定(だから6万個でもリアルタイムで計算できる)
・「力学的摩擦」という効果で核同士の軌道が少しずつ減衰し、すれ違いを繰り返して最終的に合体する
この単純化でも、銀河衝突の特徴である潮汐尾(外側に長く伸びる星の腕)と橋(2銀河をつなぐ星の流れ)がきちんと再現されます。実際、規準となる遭遇条件では「尾に40〜43%、橋に20〜25%の星が分配される」ことを回帰テストで保証しています。
また、シミュレーションのたびに遭遇の条件が乱数で決まるようにしているため、同じ衝突は二度と見られません。
・質量比
・近点距離
・離心率
・摩擦係数
・円盤の傾き・回転方向
誰でもじっくり見られるように公開してみました。良かったら眺めてみてください。