银河系所在的超星系平面布满明亮椭圆星系,但螺旋星系却明显较少,现在可藉新超级电脑模拟找到为何螺旋星系如此稀少的原因。
银河系位于超星系平面的处女座超星系团(Virgo Supercluster,Virgo SC,或称本超星系团 Local Supercluster,LSC / LS),为十亿光年宽平面,大型星系团固定其中。但这巨大平面上,螺旋星系却出奇罕见,明亮椭圆星系较常见。天文学家认为是因频繁星系碰撞使邻居充满椭圆星系,银河系却以某种方式倖免于难。
研究员表示超星系平面星系分布确实令人惊叹,这情况很罕见,但并非完全反常,模拟揭示星系形成的细节,如藉星系合并将螺旋星系转成椭圆星系。处女座超星系团是由几个含数千个星系的巨大星系团组成的薄饼状结构,星系分为两大类:一类是椭圆星系,充满古老恒星,由巨大的超大质量黑洞支撑;另一类是像银河系的螺旋星系,中心有较小超大质量黑洞,许多年轻恒星仍沿纤细旋臂形成。然自1950年代法国天文学家Gérard de Vaucouleurs发现这平面后,科学家就注意到令人费解的差异。
椭圆星系(左)和螺旋星系(右)。(Source:NASA, ESA, CSA, Rogier Windhorst (ASU), William Keel (University of Alabama), Stuart Wyithe (University of Melbourne), JWST PEARLS Team, Alyssa Pagan (STScI))
为了研究邻域演变过程,研究员藉Simulations Beyond the Local Universe(SIBELIUS)的超级电脑建立模型,将观测星系演化回溯到138亿年前大爆炸,准确重现演化过程。
模拟时发现,超星系平面密集星团的螺旋星系常在灾难性碰撞时撞击,将脆弱旋臂平滑成椭圆星系,同时将更多物质推向被撞星系的超大质量黑洞,使黑洞更大。
团队正努力改善模拟模型,使之更准确,以便将所知基本物理过程与望远镜观测比较。刚发表研究,模拟结果与观察完全一致。成果发表于《Nature Astronomy》期刊。
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