像银河系这样的螺旋星系为何如此罕见？

英国杜伦大学和芬兰赫尔辛基大学的研究发现了为何银河系是罕见的螺旋星系的可能原因。此为银河系的示意图。（NASA/JPL-Caltech）

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。