天文学家解开困扰数十年之久的星系分隔现象之谜

IT之家 1 月 2 日消息，为什么巨大的超星系平面主要充满了单一类型的星系？这个由来已久的天文之谜，终于找到了潜在的答案。

天文学家利用 SIBELIUS 模拟星系类型，认为是由于超星系平面内外不同的环境条件而自然分隔形成。

这一发现验证了暗物质标准模型，挑战了以前关于宇宙异常的假设，极大地促进了我们对星系演化的理解。

如果在天文层面，层层放大我们的住址，地球上面是太阳系，上面是银河系，再上面是室女超星系团（Virgo Supercluster），也称本超星系团（Local Supercluster）。

本超星系团的特征是其薄饼状构造，宽度接近 10 亿光年，因此被称为超星系平面（Supergalactic Plane）。

如果笼统地划分宇宙中的星系，大致可以分为椭圆星系，主要由古老的恒星组成，通常包含质量极大的中央黑洞；第二类是活跃的恒星形成盘状星系，具有类似于银河系的螺旋状结构。

本超星系团固然同时存在这两种类型的星系，不过螺旋星系却出奇罕见，明亮椭圆星系较常见。

天文学家早在 20 世纪 60 年代就发现了这种奇怪的星系分隔现象，著名宇宙学家、2019 年诺贝尔奖获得者吉姆・皮布尔斯（Jim Peebles）最近编制的一份“宇宙异常现象”清单也突出了这一现象。

赫尔辛基大学天体物理学家蒂尔・萨瓦拉（Till Sawala）和彼得・约翰森（Peter Johansson）领导的国际研究小组找到了解释这种现象的理由，相关成果发表在《自然・天文学》（Nature Astronomy）上。

研究团队在英国的超级计算机和芬兰 CSC 的 Mahti 超级计算机上，使用 SIBELIUS 模拟追踪了宇宙 138 亿年的演变过程。

团队表示：“在超星系平面上的密集星系团中，星系会频繁地发生相互作用和合并，从而形成椭圆星系，并生长出超大质量黑洞。相比之下，在远离超银河系平面的地方，星系可以相对孤立地演化，这有助于它们保持螺旋结构。”

IT之家附上参考地址：

• Sawala, T., Frenk, C., Jasche, J. et al. Distinct distributions of elliptical and disk galaxies across the Local Supercluster as a ΛCDM prediction. Nat Astron (2023).
  https://doi.org/10.1038/s41550-023-02130-6

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