Астрофизики выяснили, почему спиральные галактики, подобные Млечному Пути, так редки в Сверхгалактической плоскости, плотной области нашей Вселенной.Исследование, проведенное Даремским университетом и Хельсинкским университетом, использовало суперкомпьютерное моделирование SIBELIUS, чтобы показать, что галактики в плотных скоплениях галактик на сверхгалактической плоскости часто сливаются, превращая спиральные галактики в эллиптические галактики. Это открытие согласуется с телескопическими наблюдениями и поддерживает Стандартную модель Вселенной, помогая объяснить давние космические аномалии в распределении галактик.

Астрофизики говорят, что нашли ответ на вопрос, почему спиральные галактики, такие как наш Млечный Путь, в значительной степени исчезли в части нашей Вселенной, известной как сверхгалактическая плоскость.

Сверхгалактическая плоскость — это массивная плоская структура, охватывающая почти миллиард световых лет, в которой находится наш Млечный Путь. В то время как плоскость сверхгалактики заполнена яркими эллиптическими галактиками, яркие дисковые галактики со спиральными рукавами встречаются очень редко. Теперь международная исследовательская группа, возглавляемая Даремским университетом в Великобритании и Хельсинкским университетом в Финляндии, утверждает, что различное распределение эллиптических и дисковых галактик возникает естественным образом из-за контраста между окружающей средой внутри и снаружи плоскости.

На этом изображении показаны эллиптическая галактика (слева) и спиральная галактика (справа), включая ближний инфракрасный свет космического телескопа Джеймса Уэбба, а также ультрафиолетовый и видимый свет космического телескопа Хаббл. Источники: НАСА, ЕКА, CSA, Роджер Виндхорст (Национальная академия наук), Уильям Кил (Университет Алабамы), Стюарт Уайт (Университет Мельбурна), JWSTPEARLS Group, Алисса Пэган (STScI).

密集星系团中的星系演化

В плотных скоплениях галактик, находящихся на сверхгалактической плоскости, галактики часто взаимодействуют и сливаются с другими галактиками. Это превратило спиральные галактики в эллиптические – гладкие галактики без явной внутренней структуры или спиральных рукавов – и привело к росту сверхмассивных черных дыр.

Напротив, вдали от плоскости галактики могут развиваться в относительной изоляции, что помогает им сохранять свою спиральную структуру.

Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Млечный Путь — часть суперплоскости галактик, которая содержит несколько массивных скоплений галактик и тысячи отдельных галактик. Подавляющее большинство найденных здесь галактик — эллиптические галактики.

Команда использовала суперкомпьютерное моделирование SIBELIUS (Simulation Beyond the Local Universe), которое отслеживает эволюцию Вселенной от ранней Вселенной до настоящего времени 13,8 миллиардов лет назад.

Распределение самых ярких галактик в локальной Вселенной, воспроизведенное наблюдениями обзора 2MASS (слева) и моделированием SIBELIUS (справа). На обоих изображениях показаны проекции супергалактических координат с точностью до 100 мегапаскаль секунд (Мпк). Почти вертикальные пустые полосы представляют собой области неба, скрытые за Млечным Путем. Моделирование точно воспроизводит структуры нашей вселенной. Источник: доктор Тьер-Завала.

В то время как большинство космологических симуляций рассматривают случайные фрагменты Вселенной и не могут быть напрямую сопоставлены с наблюдениями, SIBELIUS стремится точно воспроизвести наблюдаемые структуры, включая сверхгалактические плоскости. Окончательные результаты моделирования очень согласуются со Вселенной, наблюдаемой в телескопы.

Вклад и значение исследования

Профессор Карлос Френк, соавтор исследования и профессор фундаментальной физики Огдена в Институте вычислительной космологии Даремского университета, сказал: «Распределение галактик в супергалактической плоскости действительно замечательно. Наше моделирование раскрывает детали процесса формирования галактик, такие как превращение спиральных галактик в эллиптические галактики в результате слияния галактик. холодная темная материя) способна воспроизводить самые замечательные структуры во Вселенной, включая впечатляющую структуру, в которой расположен Млечный Путь».

О странном разделении спиральных и эллиптических галактик в нашей Вселенной было известно еще в 1960-х годах, и оно занимает видное место в списке «космических аномалий», недавно составленном профессором Джимом Пиблсом, известным космологом и лауреатом Нобелевской премии 2019 года.

«Совершенно случайно меня пригласили присутствовать на симпозиуме памяти Джима Пиблза в Даремском университете в декабре, где он поднял этот вопрос», — сказал ведущий автор доктор Тилль Завала, постдокторант из Даремского университета и Хельсинкского университета. «Я понял, что мы завершили моделирование, которое может содержать ответ. Наше исследование показывает, что известные механизмы эволюции галактик также работают в этой уникальной космической среде».

Источник составления: ScitechDaily.