銀河の分布と宇宙の大規模構造について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 銀河は、宇宙空間のどこでもほぼ同じ密度で一様に散らばって分布している
- イ 銀河系はほかの銀河と集団をつくらず、宇宙空間に単独で存在している
- ウ ボイドとよばれる領域は、銀河が特に密集して集まっている領域である
- エ 銀河は膜状に連なって分布し、その間には銀河がほとんどない領域が広がっている
銀河の集団と宇宙の大規模構造
局部銀河群・銀河団・超銀河団と、銀河が膜状に分布し間にボイドが広がる大規模構造について正誤を判定できる
前提
- 銀河の分類 （高校地学 恒星と宇宙（知識））
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説明
銀河は宇宙の中にばらばらに散らばっているのではなく、互いの重力で集まって集団をつくっています。小さな集団から順に、銀河群（銀河系が属するものを局部銀河群という）、銀河団、超銀河団があり、さらに大きなスケールでは、銀河が膜状に連なり、その間に銀河のほとんどない空洞（ボイド）が広がる「宇宙の大規模構造」が見られます。この技能では、これらの集団の大きさの順序や中身、大規模構造の姿についての記述の正誤を判定できるようにします。
なぜそうしてよいのか
銀河は膨大な数の恒星や星間物質の集まりなので、大きな質量をもち、銀河どうしは重力で引き合っています。重力は離れるほど弱くなりますが、銀河の質量はとても大きいので、近くにある銀河どうしは互いの重力で結びついて集団をつくります。恒星が集まって銀河をつくるのと同じように、銀河も重力で集まって、より大きな構造をつくっているのです。
集団は大きさと銀河の数によって段階的に呼び分けます。数個〜数十個程度の銀河の集まりを銀河群といい、銀河系は、アンドロメダ銀河、大マゼラン雲・小マゼラン雲などとともに局部銀河群に属しています。数百〜数千個の銀河が集まったより大きな集団が銀河団で、おとめ座銀河団などがあります。さらに、いくつもの銀河団や銀河群が集まった、もっと大きな集団を超銀河団といいます（局部銀河群は、おとめ座銀河団を中心とする超銀河団の一部です）。つまり「銀河 ＜ 銀河群 ＜ 銀河団 ＜ 超銀河団」と、入れ子の関係になっています。
たくさんの銀河までの距離を測って 3 次元の分布図をつくると、さらに大きなスケールの姿が見えてきます。銀河は空間に一様に散らばっているのではなく、薄い膜（壁）や細長いひものように連なって分布しており、その膜に囲まれた内側には、銀河がほとんど存在しない差し渡し数億光年にもおよぶ巨大な空洞が広がっています。この空洞をボイドといいます。銀河の分布は、たとえるなら、せっけんの泡が集まったときの泡の膜の部分に銀河が並び、泡の内側の空間がボイドにあたるような構造です。これを宇宙の大規模構造（泡構造）といいます。
手順
記述がどの規模の構造（銀河群・銀河団・超銀河団・大規模構造）の話かを見分ける
大きさの順序と銀河の数を確かめる: 銀河群（数個〜数十個）＜ 銀河団（数百〜数千個）＜ 超銀河団（銀河団や銀河群の集まり）
局部銀河群の中身を確かめる: 銀河系・アンドロメダ銀河・大マゼラン雲・小マゼラン雲などが属し、銀河系は局部銀河群の一員である
大規模構造の姿を確かめる: 銀河は膜状（ひも状）に連なって分布し、その間に銀河のほとんどない巨大な空洞（ボイド）が広がる
「集団どうしの大小の向き」「どの集団に何が属するか」「銀河があるのは膜かボイドか」の食い違いがないかを調べて正誤を判定する
例題
銀河の集団と宇宙の大規模構造について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 銀河系は、おとめ座銀河団を中心とする数千個の銀河からなる局部銀河群に属している。
イ 超銀河団は、数個の銀河が集まった、銀河群よりも小さな集団である。
ウ 宇宙の大規模構造では、銀河は膜状に連なって分布し、その間に銀河のほとんどない巨大な空洞（ボイド）が広がっている。
エ 宇宙の大規模構造では、ボイドの内部に銀河が最も密集している。
例題の解答
手順 1 で、各選択肢がどの規模の話かを見分ける。
ア: 局部銀河群の話である。手順 2・3 より、局部銀河群は銀河系やアンドロメダ銀河などからなる数十個程度の銀河の集まりで、数千個の銀河をふくむのは銀河団の規模である。おとめ座銀河団は局部銀河群とは別の銀河団なので誤り。
イ: 超銀河団の話である。手順 2 より、超銀河団は銀河団や銀河群がいくつも集まった、最も大きな集団である。大小の向きが逆なので誤り。
ウ: 大規模構造の話である。手順 4 のとおりで、正しい。
エ: 大規模構造の話である。手順 4 より、ボイドは銀河がほとんどない空洞であり、銀河が並んでいるのは膜状の部分である。誤り。
よって答えはウ。
答え: ウ
よくある誤り
超銀河団を銀河群や銀河団より小さな集団としてしまう誤り。正しくは、大きさの順は「銀河群 ＜ 銀河団 ＜ 超銀河団」で、超銀河団は銀河団や銀河群が集まった最も大きな集団である。
銀河系がおとめ座銀河団に属している、または局部銀河群が数千個の銀河をふくむとしてしまう誤り。正しくは、銀河系はアンドロメダ銀河や大・小マゼラン雲などとともに局部銀河群（数十個程度の銀河の集まり）に属し、局部銀河群はおとめ座銀河団を中心とする超銀河団の一部である。
ボイドを銀河が密集している領域としてしまう誤り。正しくは、ボイドは銀河がほとんど存在しない巨大な空洞で、銀河はボイドを囲む膜状（ひも状）の部分に連なって分布している。
銀河は宇宙全体にほぼ均等な間隔で散らばっている、としてしまう誤り。正しくは、銀河は重力で集まって銀河群・銀河団・超銀河団をつくり、さらに大きく見ると膜状の部分とボイドからなる泡のような構造をつくっている。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。