椭圆星系可能只是臂被割断的螺旋星系

螺旋星系的弯曲臂由数十亿颗恒星组成，为人们提供了一些美丽的宇宙图像。我们自己的银河系是一个螺旋星系，然而，这种类型的旋转星系团在宇宙中一个叫做超银河平面的地方相对稀少。一组天体物理学家认为，没有明确中心的明亮椭圆星系比旋转星系更常见，因为超银河平面内外环境的密度不同。这项研究发表在 11 月 20 日发表在《自然天文学》杂志上的一项研究中。

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抚平手臂

超银河系平面是宇宙中一个扁平结构，横跨近 10 亿光年。我们的银河系就位于该平面内，宽约 10 万光年。该平面中有数十个巨大的无臂星系团（称为椭圆星系），但带有螺旋臂的盘状星系却远不及它。

根据这项新研究，椭圆星系和盘状星系的不同分布是自然现象。由于该区域非常密集，星系经常与平面上的其他星系发生相互作用和合并。这种星系碰撞比赛随后将螺旋星系变成椭圆星系。臂被平滑，椭圆星系缺乏内部结构，暗物质的存在导致超大质量黑洞的增长。由于暗物质比其他一切都重，它有能力塑造新形成的椭圆星系，并倾向于引导中心黑洞的成长。

美国宇航局称，椭圆星系中的恒星也以随机方向围绕核心运行，并且通常比螺旋星系中的恒星更古老。

在远离平面的宇宙部分，星系可以相对孤立地演化。这种孤独有助于它们保持螺旋结构。

“超银河系平面中星系的分布确实非常引人注目，”研究合著者、英国杜伦大学天体物理学家卡洛斯·弗伦克在一份声明中表示。“这很罕见，但并不完全是异常现象：我们的模拟揭示了星系形成的细节，例如通过星系合并将螺旋星系转变为椭圆星系。”

银河时光机

在这项研究中，研究小组使用了一个名为“超越局部宇宙的模拟”的超级计算机模拟。它追踪了从大爆炸到现在的 138 亿年时间内宇宙的演变。

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大多数宇宙学模拟都考虑了宇宙的随机斑块，无法直接与其他观测结果进行比较。相反，SIBELIUS 致力于精确再现太空中观察到的结构，包括超银河平面。据该团队称，最终的模拟与我们通过望远镜对宇宙的观测非常一致。

弗伦克说：“模拟表明，我们基于宇宙大部分质量由冷暗物质构成的理念而建立的标准宇宙模型，可以再现宇宙中最显著的结构，包括银河系所属的壮观结构。”

自 20 世纪 60 年代以来，科学家一直在研究椭圆星系和螺旋星系的分离。这种分离现象在宇宙学家、2019 年诺贝尔奖获得者 Jim Peebles 教授最近编制的一份宇宙异常列表中占有突出地位。

“去年 12 月，我偶然受邀参加在杜伦举行的纪念吉姆·皮布尔斯的研讨会，他在演讲中提出了这个问题，”这项研究的合著者、芬兰赫尔辛基大学的天体物理学家蒂尔·萨瓦拉在一份声明中说。“我意识到我们已经完成了一个可能包含答案的模拟。我们的研究表明，已知的星系演化机制也适用于这种独特的宇宙环境。”