超星系平面是我们本宇宙的一个稠密区域，天体物理学家发现了为什么像银河系这样的螺旋星系在超星系平面（Supergalactic Plane）上很少见。这项由杜伦大学和赫尔辛基大学领导的研究利用 SIBELIUS 超级计算机模拟显示，超银河系平面上密集星系团中的星系经常合并，将螺旋星系转化为椭圆星系。这一发现与望远镜的观测结果一致，并支持宇宙的标准模型，有助于解释长期以来星系分布的宇宙异常现象。

天体物理学家们说，他们已经找到了一个答案，可以解释为什么像我们银河系这样的螺旋星系在本宇宙中被称为超银河系平面的部分基本消失了。

超银河系平面是一个巨大的扁平结构，横跨近十亿光年，我们的银河系就镶嵌在其中。虽然超银河系平面上充满了明亮的椭圆星系，但带有旋臂的明亮盘状星系却非常稀少。现在，由英国杜伦大学和芬兰赫尔辛基大学共同领导的一个国际研究小组称，由于平面内外环境的对比，椭圆星系和盘状星系的不同分布是自然形成的。

这张图片显示了一个椭圆星系（左）和一个螺旋星系（右），其中包括詹姆斯-韦伯太空望远镜发出的近红外线光，以及哈勃太空望远镜发出的紫外线和可见光。资料来源：NASA、ESA、CSA、Rogier Windhorst（美国科学院大学）、William Keel（阿拉巴马大学）、Stuart Wyithe（墨尔本大学）、JWST PEARLS 小组、Alyssa Pagan（STScI）

密集星系团中的星系演化

在超星系平面上发现的密集星系团中，星系与其他星系频繁发生相互作用和合并。这使得螺旋星系变成了椭圆星系--没有明显内部结构或螺旋臂的平滑星系--并导致了超大质量黑洞的增长。

相比之下，在远离平面的地方，星系可以相对孤立地演化，这有助于它们保持螺旋结构。

这些发现发表在《自然-天文学》（Nature Astronomy）杂志上。

银河系是超星系平面的一部分，超星系平面包含几个大质量星系团和成千上万个单个星系。这里发现的绝大多数星系都是椭圆星系。

研究小组使用了 SIBELIUS（本地宇宙之外的模拟）超级计算机模拟，该模拟追踪了从早期宇宙到现在 138 亿年的宇宙演化过程。

局宇宙中最亮星系的分布，由 2MASS 勘测观测（左图）和 SIBELIUS 模拟再现（右图）。两幅图都显示了超星系坐标的投影，最远可达大约 100 兆帕秒（Mpc）。几乎垂直的空条纹代表了隐藏在银河系后面的天空区域。模拟准确地再现了本宇宙中的结构。资料来源：蒂尔-萨瓦拉博士

大多数宇宙学模拟考虑的是宇宙的随机片段，无法直接与观测结果进行比较，而 SIBELIUS 的目标是精确再现观测到的结构，包括超星系平面。最终的模拟结果与通过望远镜观测到的宇宙非常一致。

研究的贡献和意义

该研究的共同作者、杜伦大学计算宇宙学研究所奥格登基础物理学教授卡洛斯-弗伦克教授说："超星系平面中的星系分布确实令人瞩目。我们的模拟揭示了星系形成过程中的细节，比如通过星系合并将螺旋星系转化为椭圆星系。此外，模拟结果表明，我们的宇宙标准模型（基于大部分质量是冷暗物质的观点）能够再现宇宙中最显著的结构，包括银河系所在的壮观结构。"

本宇宙中螺旋星系和椭圆星系的奇特分离现象早在 20 世纪 60 年代就已为人所知，在著名宇宙学家、2019 年诺贝尔奖获得者吉姆-皮布尔斯（Jim Peebles）教授最近编制的"宇宙反常现象"清单中占有突出位置。

研究的主要作者、杜伦大学和赫尔辛基大学的博士后研究员蒂尔-萨瓦拉博士说："一个偶然的机会，我受邀参加了去年 12 月在杜伦大学举行的纪念吉姆-皮布尔斯的研讨会，他在演讲中提出了这个问题。我意识到我们已经完成了一个模拟，其中可能包含了答案。我们的研究表明，已知的星系演化机制在这种独特的宇宙环境中也同样起作用"。

编译来源：ScitechDaily