天体物理学者は、私たちの宇宙の密度の高い領域である超銀河面において、天の川のような渦巻銀河が非常にまれである理由を発見しました。ダラム大学とヘルシンキ大学が主導したこの研究は、SIBELIUSスーパーコンピューターシミュレーションを使用して、超銀河面上の高密度銀河団内の銀河が頻繁に合体し、渦巻銀河が楕円銀河に変化することを示した。この発見は望遠鏡による観測と一致しており、宇宙の標準モデルを裏付けており、銀河の分布における長年にわたる宇宙の異常の説明に役立っています。
天体物理学者らは、なぜ私たちの天の川銀河のような渦巻銀河が、超銀河面として知られる宇宙の一部で大部分が消滅したのかについての答えを見つけたと述べている。
超銀河面は、約 10 億光年にわたる巨大で平らな構造であり、その中に私たちの天の川が埋め込まれています。超銀河面は明るい楕円銀河で満たされていますが、渦巻腕を持つ明るい円盤銀河は非常にまれです。今回、英国のダラム大学とフィンランドのヘルシンキ大学が共同率いる国際研究チームは、楕円銀河と円盤銀河の異なる分布は、面内外の環境のコントラストによって自然に発生すると主張している。
高密度銀河団における銀河の進化
超銀河面にある高密度の銀河団では、銀河が他の銀河と頻繁に相互作用したり合体したりしています。これにより、渦巻銀河は楕円銀河（明らかな内部構造や渦巻腕のない滑らかな銀河）に変化し、超大質量ブラックホールの成長につながりました。
対照的に、平面から遠く離れた銀河は比較的孤立して進化することができ、それが渦巻構造を維持するのに役立ちます。
この研究結果は、雑誌「Nature Astronomy」に掲載されました。
天の川銀河は、いくつかの巨大な銀河団と数千の個別の銀河を含む銀河の超平面の一部です。ここで見つかった銀河の大部分は楕円銀河です。
研究チームは、138億年前の初期宇宙から現在までの宇宙の進化を追跡するSIBELIUS（Simulation Beyond the Local Universe）スーパーコンピューターシミュレーションを使用した。
ほとんどの宇宙論的シミュレーションは宇宙のランダムなスライスを考慮しており、観測値と直接比較することはできませんが、SIBELIUS は超銀河面を含む観測された構造を正確に再現することを目指しています。最終的なシミュレーション結果は、望遠鏡で観察された宇宙と非常に一致しています。
研究の貢献と意義
この研究の共著者であり、ダラム大学計算宇宙論研究所のオグデン基礎物理学教授であるカルロス・フレンク教授は、「超銀河面における銀河の分布は実に驚くべきものである。我々のシミュレーションは、銀河合体による渦巻銀河から楕円銀河への変換など、銀河形成プロセスの詳細を明らかにしている。さらに、シミュレーション結果は、我々の標準モデルが、宇宙（質量の大部分が冷たい暗黒物質であるという考えに基づく）は、天の川が位置する壮大な構造を含む、宇宙で最も注目すべき構造を再現することができます。」
私たちの宇宙における渦巻銀河と楕円銀河の奇妙な分離は、すでに 1960 年代には知られており、有名な宇宙学者で 2019 年のノーベル賞受賞者であるジム・ピーブルズ教授が最近まとめた「宇宙の異常」のリストに顕著に記載されています。
「偶然、12月にダラム大学で開催されたジム・ピーブルズを追悼するシンポジウムに招待され、そこで彼はこの問題を提起した」と筆頭著者で、ダラム大学とヘルシンキ大学の博士研究員であるティル・ザヴァラ博士は語った。 「答えが含まれているかもしれないシミュレーションが完了したことに気づきました。私たちの研究は、銀河進化の既知のメカニズムがこの独特の宇宙環境でも働いていることを示しています。」
コンパイルされたソース: ScitechDaily