像银河系这样的螺旋星系为何如此罕见?

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【大纪元2023年11月30日讯】(大纪元记者陈俊村报导)宇宙中的星系有很多种类型和尺寸。我们的银河系是个拥有旋臂结构的螺旋星系,但这种星系在银河系的邻近区域却很罕见。对于这个多年未解的谜团,天文学家最近找到了可能的答案。

英国杜伦大学(Durham University)在新闻稿中指出,银河系嵌入在超星系平面(Supergalactic Plane)里,而超星系平面是个巨大的扁平结构,横跨大约10亿光年的距离。它拥有几个星系团和几千个星系。

尽管该平面充满明亮的椭圆星系,但带有旋臂的螺旋星系却明显地稀少。自上个世纪60年代起,天文学家就知道星系分布不均的这种情况,而且一直想了解原因。

为了探求可能的原因,由杜伦大学和芬兰赫尔辛基大学(University of Helsinki)的研究人员所组成的国际研究团队,使用超级电脑来模拟宇宙在过去138亿年来从诞生到现在的演化过程,其模拟结果与望远镜的观测结果吻合。

此模拟结果披露了星系形成的细节,例如螺旋星系如何经由星系之间的碰撞而变成椭圆星系。它也展示了宇宙的标准模型能重现宇宙中最引人注目的结构,其中包括银河系所在的超星系平面。

这是NGC 3610椭圆星系。(NASA)

研究人员表示,椭圆和螺旋星系分布不均是自然发生的,因为超星系平面内外的环境不同。

在超星系平面内的稠密星系团中,星系与星系之间经历了频繁的互动和合并。这使得螺旋星系变成了椭圆星系,也就是没有明显内部结构和旋臂的椭圆形光滑星系。

相较之下,远离该平面的星系没有经历频繁的互动和合并,螺旋星系能独自演化,这有助于它们保持原有的螺旋结构。

这项研究的报告撰写人之一、杜伦大学教授弗伦克(Carlos Frenk)说:“超星系平面内的星系分布确实引人注目。”这很罕见,但并非完全异常。

本次研究的电脑模拟分别在英国和芬兰的超级电脑上执行。欧盟旗下的欧洲研究委员会(European Research Council)、芬兰科学院(Academy of Finland)和英国科学与科技设施委员会(UK Science and Technology Facilities Council)赞助了这项研究。

上述研究成果发表于《自然-天文学》(Nature Astronomy)期刊上。

责任编辑:叶紫微#

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