Млечный Путь и его изящные спиральные рукава. (Изображение предоставлено: Габриэль Перес Диас, SMM (IAC)).
Галактики, подобные нашему Млечному Пути, загадочным образом редко встречаются в нашем космическом окружении. Новые суперкомпьютерные симуляции помогли астрономам наконец ответить, почему это так.
Млечный Путь находится внутри скопления галактик на Сверхгалактической Плоскости — листа шириной в миллиард световых лет или «сверхскопления», на котором расположены крупные скопления галактик. Но другие спиральные галактики удивительно редки вдоль этой гигантской плоскости, в то время как яркие эллиптические галактики гораздо более обычны.
Теперь астрономы предполагают, что это связано с насильственной историей частых галактических столкновений, которые наполнили наш район эллипсами, но каким-то образом избежали нашей собственной галактики. Они опубликовали свои результаты 20 ноября 2023 года в журнале Nature Astronomy. (1)
«Распределение галактик на Сверхгалактической Плоскости действительно замечательно,» — сказал в заявлении Карлос Френк, профессор физики в Даремском университете в Великобритании. «Это редкость, но не полная аномалия: наша симуляция раскрывает интимные детали формирования галактик, таких как превращение спиралей в эллиптические за счет слияния галактик.» (2)
Местное сверхскопление — это блинообразное образование нескольких массивных скоплений галактик, содержащих тысячи галактик. Галактики внутри этих скоплений делятся на две широкие категории: эллиптические галактики, наполненные древними звездами и укрепленные гигантскими сверхмассивными чёрными дырами; и спиральные галактики, подобные нашей, с меньшими сверхмассивными чёрными дырами в их центрах и множеством молодых звёзд, все еще формирующихся вдоль их нежных спиральных рукавов.
Однако с момента открытия плоскости французским астрономом Жераром де Воклёром в 1950-х годах учёные заметили загадочное несоответствие: плоскость была заполнена яркими эллиптическими галактиками, но спиральные галактики были заметно редки.
Чтобы изучить эволюцию нашего космического окружения, исследователи нового исследования обратились к суперкомпьютерной симуляции под названием Simulations Beyond the Local Universe (SIBELIUS). Отмотав эволюцию наблюдаемых галактик на 13,8 миллиарда лет назад к их началу с Большого взрыва, исследователи создали модель, которая тесно воссоздала эволюцию плоскости.
В своей симуляции исследователи увидели, что спиральные галактики в плотных скоплениях Сверхгалактической Плоскости часто сталкивались друг с другом в катастрофических столкновениях — разрушая их хрупкие рукава и выравнивая их в эллиптические галактики. Этот процесс также толкал больше материи в пасть сверхмассивной чёрной дыры пораженной галактики, делая чёрные дыры еще больше.
С другой стороны, спиральные галактики, найденные в регионах вдали от плоскости, в основном были исключены из космической драки в баре, что позволило им сохранить свои структуры. Это не останавливает спиральные галактики, подобные нашей, от эволюции в хаотичной среде плоскости, но это означает, что они необычны тем, что избежали худшего ущерба — пока.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
