臺北市立天文科學教育館

我們所在的超星系平面上佈滿了明亮的橢圓星系，但螺旋星系卻明顯稀少，現在藉由新的超級電腦模擬找到為何螺旋星系如此稀少的原因。銀河系位於超星系平面上的本超星系團內，一個十億光年寬的平面，大型星系團固定在其上。但在這個巨大的平面上，螺旋星系卻出奇地罕見，而明亮的橢圓星系則更為常見。現在，天文學家認為是因為頻繁的星系碰撞使我們的鄰居充滿了橢圓星系，而我們的銀河系卻以某種方式倖免於難。

研究人員表示在超星系平面上的星系分佈確實令人驚嘆，這種情況很罕見，但並非完全反常，模擬揭示了星系形成過程中的細節，例如通過星系合併將螺旋星系轉變為橢圓星系。本超星系團是由幾個包含數千個星系的巨大星系團組成的薄餅狀結構，這些星團內的星系分為兩大類：一類是橢圓星系，其內部充滿古老的恆星，由巨大的超大質量黑洞支撐；另一類是像我們一樣的螺旋星系，其中心有較小的超大質量黑洞，許多年輕的恆星仍沿著其纖細的旋臂形成。然而，自1950年代法國天文學家Gérard de Vaucouleurs發現這個平面以來，科學家就注意到了這個令人費解的差異。

圖說：橢圓星系（左）和螺旋星系（右）。圖片來源：NASA, ESA, CSA, Rogier Windhorst (ASU), William Keel (University of Alabama), Stuart Wyithe (University of Melbourne), JWST PEARLS Team, Alyssa Pagan (STScI)

為了研究我們宇宙鄰域的演變過程，研究人員藉由Simulations Beyond the Local Universe（SIBELIUS）的超級電腦建立了一個模型，透過將觀測到的星系演化回溯到138億年前的大霹靂（Big Bang）開始，可以準確地重現演化過程。在模擬的過程中，研究人員發現，超星系平面密集星團中的螺旋星系經常在災難性的碰撞中相互撞擊，將其脆弱的旋臂平滑成橢圓星系，而此一過程也會把更多的物質推向被撞星系的超大質量黑洞，使黑洞變得更大。研究團隊現正努力改進模擬，使其更加準確，以便進一步將我們所知的基本物理過程與望遠鏡觀測進行比較。而剛發表的研究，其模擬產生的結果與觀察到的完全一致。相關研究成果發表於《Nature Astronomy》期刊上。（編譯／趙瑞青）

資料來源：LIVE SCIENCE