天体物理学家表示,他们已经找到了一个答案,可以解释为什么像我们银河系这样的螺旋星系在我们当地宇宙中被称为超星系面(Supergalactic Plane)的一部分中基本上消失了。
超星系面是一个巨大的扁平结构,横跨近10亿光年,我们的银河系就嵌入其中。
虽然这个平面上充满了明亮的椭圆星系,但带有螺旋臂的明亮盘状星系却非常稀少。
现在,由英国达勒姆大学和芬兰赫尔辛基大学共同领导的一个国际研究小组表示,由于在平面内外发现的不同环境,椭圆星系和盘状星系的不同分布自然产生。
在超星系平面上密集的星系团中,星系经历了频繁的相互作用和与其他星系的合并。这将螺旋星系转变为椭圆星系——没有明显内部结构或螺旋臂的光滑星系——并导致超大质量黑洞的生长。
相比之下,远离平面的星系可以相对孤立地进化,这有助于它们保持螺旋结构。
研究结果发表在该杂志上自然天文学.
银河系是超星系面(Supergalactic Plane)的一部分,其中包含几个巨大的星系团和数千个独立的星系。这里发现的绝大多数星系都是椭圆星系。
研究组利用西贝柳斯超级计算机模拟了从早期宇宙到现在138亿年的宇宙演化过程。
虽然大多数宇宙学模拟考虑的是宇宙的随机斑块,不能直接与观测结果进行比较,但西贝柳斯的目标是精确地重现观测到的结构,包括超星系面。最后的模拟与我们通过望远镜观察到的宇宙非常一致。
该研究的合著者、杜伦大学计算宇宙学研究所的基础物理学奥格登教授卡洛斯·弗兰克教授说:“星系在超星系平面上的分布确实很显著。
“这是罕见的,但不是完全的异常:我们的模拟揭示了星系形成的亲密细节,例如通过星系合并将螺旋转变为椭圆。
“此外,模拟表明,我们的宇宙标准模型,ba基于其大部分质量是冷暗物质的想法,可以重现宇宙中最显著的结构,包括银河系所在的壮观结构。”
自20世纪60年代以来,人们就已经知道了当地宇宙中螺旋星系和椭圆星系的奇特分离,这在著名宇宙学家、2019年诺贝尔奖获得者吉姆·皮布尔斯教授最近编制的一份“宇宙异常”清单中占据突出地位。
该研究的主要作者、杜伦大学和赫尔辛基大学的博士后研究员蒂尔·萨瓦拉博士说:“去年12月,我偶然受邀参加了在杜伦举行的吉姆·皮布尔斯纪念研讨会,他在讲座中提出了这个问题。
我意识到我们已经完成了一个可能包含答案的模拟。我们的研究表明,已知的星系演化机制也适用于这种独特的宇宙环境。”
超级计算机模拟是在宇宙机(COSMA 8)超级计算机上进行的,该超级计算机由杜伦大学计算宇宙学研究所代表英国的DiRAC高性能计算设施托管,在芬兰的CSC的Mahti超级计算机上进行。