超星系平面是我們本宇宙的一個稠密區域，天文物理學家發現了為什麼像銀河系這樣的螺旋星系在超星系平面（Supergalactic Plane）上很少見。這項由杜倫大學和赫爾辛基大學領導的研究利用SIBELIUS 超級電腦模擬顯示，超銀河系平面上密集星系團中的星系經常合併，將螺旋星系轉化為橢圓星系。這項發現與望遠鏡的觀測結果一致，並支持宇宙的標準模型，有助於解釋長期以來星系分佈的宇宙異常現象。

天文物理學家說，他們已經找到了一個答案，可以解釋為什麼像我們銀河系這樣的螺旋星系在本宇宙中被稱為超銀河系平面的部分基本上消失了。

超銀河系平面是一個巨大的扁平結構，橫跨近十億光年，我們的銀河係就鑲嵌在其中。雖然超銀河系平面上充滿了明亮的橢圓星系，但帶有旋臂的明亮盤狀星系卻非常稀少。現在，由英國杜倫大學和芬蘭赫爾辛基大學共同領導的一個國際研究小組稱，由於平面內外環境的對比，橢圓星系和盤狀星系的不同分佈是自然形成的。

這張圖片顯示了一個橢圓星系（左）和一個螺旋星系（右），其中包括詹姆斯-韋伯太空望遠鏡發出的近紅外線光，以及哈伯太空望遠鏡發出的紫外線和可見光。資料來源：NASA、ESA、CSA、Rogier Windhorst（美國科學院大學）、William Keel（阿拉巴馬大學）、Stuart Wyithe（墨爾本大學）、JWST PEARLS 小組、Alyssa Pagan（STScI）

密集星系團中的星系演化

在超星系平面上發現的密集星系團中，星系與其他星系經常發生相互作用和合併。這使得螺旋星系變成了橢圓星系–沒有明顯內部結構或螺旋臂的平滑星系–並導致了超大質量黑洞的成長。

相較之下，在遠離平面的地方，星係可以相對孤立地演化，這有助於它們保持螺旋結構。

這些發現發表在《自然-天文學》（Nature Astronomy）雜誌。

銀河係是超星系平面的一部分，超星系平麵包含幾個大質量星系團和成千上萬個單一星系。這裡發現的絕大多數星係都是橢圓星系。

研究小組使用了SIBELIUS（本地宇宙之外的模擬）超級電腦模擬，追蹤了從早期宇宙到現在138 億年的宇宙演化過程。

局宇宙中最亮星系的分佈，由2MASS 勘測觀測（左圖）和SIBELIUS 模擬再現（右圖）。兩幅圖都顯示了超星系座標的投影，最遠可達約100 兆帕秒（Mpc）。幾乎垂直的空條紋代表了隱藏在銀河系後面的天空區域。模擬準確地再現了本宇宙中的結構。資料來源：蒂爾-薩瓦拉博士

大多數宇宙學模擬考慮的是宇宙的隨機片段，無法直接與觀測結果進行比較，而SIBELIUS 的目標是精確再現觀測到的結構，包括超星系平面。最終的模擬結果與透過望遠鏡觀測到的宇宙非常一致。

研究的貢獻和意義

該研究的共同作者、杜倫大學計算宇宙學研究所奧格登基礎物理學教授卡洛斯-弗倫克教授說：”超星系平面中的星系分佈確實令人矚目。我們的模擬揭示了星系形成過程中的細節，例如透過星系合併將螺旋星系轉化為橢圓星系。此外，模擬結果表明，我們的宇宙標準模型（基於大部分質量是冷暗物質的觀點）能夠再現宇宙中最顯著的結構，包括銀河系所在的壯觀結構。”

本宇宙中螺旋星系和橢圓星系的奇特分離現象早在20 世紀60 年代就已為人所知，在著名宇宙學家、2019 年諾貝爾獎得主吉姆-皮布爾斯（Jim Peebles）教授最近編制的”宇宙反常現象”清單中佔有突出位置。

研究的主要作者、杜倫大學和赫爾辛基大學的博士後研究員蒂爾-薩瓦拉博士說：”一個偶然的機會，我受邀參加了去年12 月在杜倫大學舉行的紀念吉姆-皮布爾斯的研討會，他在演講中提出了這個問題。我意識到我們已經完成了一個模擬，其中可能包含了答案。我們的研究表明，已知的星系演化機制在這種獨特的宇宙環境中也同樣起作用”。

編譯來源：ScitechDaily